TI杯江苏省模拟电路设计竞赛论文参赛题目：信号波形合成实验电路指导老师：王鸿磊贾伟伟队员姓名：陈志斌胡闯郦宝鹏学校：徐州工业职业技术学院摘要本作品基于方波的傅里叶分解与合成设计，电路主要由MSP430、滤波电路模块、放大器模块、移相器模块和加法电路模块组成，具有信号波形合成的功能。首先通过有源晶振产生10kHz、5v方波信号源，经过电压跟随器增强其带负载能力；然后将信号输入二级滤波网络，得到10kHz、30kHz和50kHz三种正弦波信号，通过OP07芯片组成的放大电路进行信号放大；最后分别将10kHz、30kHz、10kHz、30kHz和50kHz通过移相电路和加法器完成信号的合成，输出一个近似方波和三角波。通过MSP430设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路，测量误差不大于5％，满足设计要求。本方案完成了全部基本功能和部分的扩展功能。关键词：信号分解与合成傅里叶变换滤波AbstractThisworkisbasedontheFourierdecompositionsquarewithsyntheticdesign,themaincircuit,filtercircuitmodulebyMSP430,amplifiermodule,phaseshiftermodulecircuitmodule,andtheadditionofsignalwaveformsynthesishasthefunction.First10khzproducedbyactivecrystals,aftervoltagepulsesignal5-vwithitsloadabilityisenhanced,Thenwillsignalinputsecondaryfilter,10kHz,network30kHzand50kHzthreesinesignals,throughtheOP07chipsamplifiercircuitforamplification,Finally,10kHzwill30Khz,10Khzand30kHz,50kHzandphaseshiftingthroughaddercircuitsandfinishthesynthesis,outputsignalanapproximatesquare-waveandtriangle.ThroughthedesignofaMSP430eachsinesignalamplitudeofthemeasurementanddigitaldisplaycircuit,themeasurementerrorlessthan5%,andmeetthedesignrequirements.Thebasicfunctionandcompletedallpartoffunctionexpansion.Keywords：SignaldecompositionandcompositionFouriertransformFiltering系统方案设计与论证1.1方案设计1.1.1方波产生输出模块方案一：采用74L161芯片和4Mhz晶振的组成的分频电路。通过74L161芯片组成反馈清零电路，计数到100时输出一个高电平，因为经计数器以后的波形占空比很小，所以用74LS74将波形变成占空比50%的完美方波。频率为10KHz。方案二：本方案采用由MSP430F4270内部通过定时器产生方波，由单片机对电压的高低电平的控制，并通过P1.0端口输出。经试验论证，方案二虽比较简单、功耗小，但信号分解后频率抖动比较严重，因此我们选用方案一，通过有源4Mhz晶振完成10Khz信号输出。1.1.2滤波电路模块方案一：并联RLC的是电流谐振，谐振时流过电感和电容上的电流是信号源电流的Q值，并联阻抗最大。方案二：串联RLC的是电压谐振，谐振时电感和电容上的压降是信号源压降的Q值，Q就是LC的品质因数,串联阻抗最小。考虑到后级电路需要较高、较稳定的电压，我们选用RLC串联滤波电路。1.1.3移相电路模块本方案采用简单的RC移相电路，RC移相电路主要是利用电容器的电流超前电压90度特性，因为电容要充电，所以电压要比电流滞后90度，等电容充满电后才有电压。所以可以完成90度移相。1.2理论分析与参数计算1.2.1方波的合成根据以下公式可知，方波由一系列正弦波(奇函数)合成，这一系列正弦波振幅比为1:1/3:1/5。1.2.2三角波的合成根据以下公式可知，三角波由一系列正弦波(奇函数)合成，基波和各阶谐波振幅比为：采用滤波电路来获取10khz、30khz和50khz的信号。