文档介绍：实验十一信号的分解与合成
一、实验目的
通过观察信号的分解与合成过程,理解利用傅利叶级数进行信号频谱分析的方法。
了解波形分解与合成原理。
掌握带通滤波器有关特性的设计和测试方法。
任何电信号都是由各种不同频率、幅度和初始相位的正弦波叠加而成的。
对周期信号由它的傅利叶级数展开式可知,各次谐波为基波频率的整数倍。
而非周期信号包含了从零到无穷大的所有频率成份,每一频率成份的幅度均趋向无穷小,但其相对大小是不同的。
通过一个选频网络可以将电信号中所包含的某一频率成份提取出来。
本实验采用性能较好的有源带通滤波器作为选频网络。
信号的分解方案框图
输入信号
一次谐波
二次谐波
三次谐波
四次谐波
BPF-1KHz
BPF-2KHz
BPF-3KHz
BPF-4KHz
BPF-5KHz
五次谐波
方波信号的傅利叶级数展开式为
对方波信号而言,在理想情况下,偶次谐波应该无输出信号,始终为零电平,而奇次谐波则具有良好的幅度收敛性。
理想情况下奇次谐波中一、三、五次谐波的幅度比应为1:1/3:1/5。
信号的合成方案框图
一次谐波
二次谐波
三次谐波
四次谐波
五次谐波
同相
加法器
合成信号输出
信号的合成电路原理图
实验内容 1、方波信号的分解与合成
将DDS信号发生器单元产生的VPP=3V、f0=1KHz的方波信号(TP1008)送入信号的分解输入点TP801。
from TP1008
to TP801
基波输出 TP802
三次谐波输出 TP804
五次谐波输出 TP806
方波分解得到基波TP802、三次谐波TP804和五次谐波TP806分量;
调节相应的电位器,用示波器观察,以基波TP802为基准,使三次谐波的幅度是基波的1/3,五次谐波幅度是基波的1/5,
DDS
TP1008
方波
信号的分解
TP801
TP802基波
TP804三次谐波
TP806
五次谐波
信号的合成
TP807基波
TP809三次谐波
TP811五次谐波
TP812
合成方波