文档介绍：. 信号与线性系统课程设计报告课题 1 周期信号分解与合成班级: 姓名: 学号: 组号及同组人: 成绩: 指导教师: 日期: . 题目: 周期信号分解与合成摘要: 本文主要利用多反馈带通滤波器的设计方法,设计五中不同中心频率的带通滤波器, 分别对应于输入信号利用傅里叶级数展开后的基波分量频率、二次谐波分量频率、三次谐波分量频率、四次谐波分量频率、五次谐波分量频率,通过带通滤波器对原输入信号进行滤波将各个分量分开,实现信号的分解,利用加法器实现信号的合成,在设计时先采用 Multisi m 软件进行模拟电路设计及仿真,然后根据仿真结果进行元件参数的修改,当仿真结果比较理想后,进行硬件电路的调试。关键词: 周期信号,分解,合成,带通滤波器,加法器 1 课程设计的目的、意义本课题主要研究周期信号分解与合成的软硬件实现方法以及相关滤波器的设计及应用。通过本课题的设计,主要达到以下几个目的: 。 ,理解滤波器幅频响应和相频响应对信号的影响以及无失真传输的概念。 。 Multisim 软件进行模拟电路设计及仿真的方法。 、制作、调试过程及步骤。 、虚拟信号发生器的操作使用方法。 。 2 设计任务及技术指标本课题的任务包括周期信号分解与合成电路设计、电路(系统)仿真分析、电路板焊接、. 电路调试与测试、仿真和测试结果分析等内容,主要工作有: ,选择适当的滤波器参数,设计一个能分解出周期信号(周期信号基波频率在 100Hz~2kHz 之间自行选择)前5 次谐波的电路,并用 Multisim 软件进行仿真验证和参数调整。 2. 列出所设计带通滤波器的系统函数,用 Matlab 软件分析其频率响应、时域响应,并与 Multisim 电路仿真的结果进行比较分析。 ,对分解出来的 5次谐波进行合成,分析各次谐波信号分解电路的幅频与相频响应对合成结果的影响,并据此总结信号无失真传输的条件。 ,在 PCB 板上完成周期信号分解与合成电路的焊接。 ,对焊接好的电路进行调试,确保其工作正常。 6. 采用适当的方法,测试信号分解电路各带通滤波器的中心频率是否与设计值相吻合, 若有误差,测取误差的大小,并分析误差产生的原因。 7. 用不同波形和占空比的周期输入信号(其基波频率对应于自己所选取的频率) ,分别测试各次谐波的幅度、相位以及合成之后的结果,并与仿真结果进行比较,分析其差异产生的原因。本课题的设计指标(1)利用单个运算放大器, 设计增益可控的二阶多反馈带通( MFBP ) 有源滤波器,中心频率处滤波器增益设计为约等于 2。再将两个这样的 MFBP 滤波器级联,构建一个 4阶 MFBP 滤波器。(2) 选择待分解信号的基波频率 1000Hz, 并以该基波频率为基础,分别设计出中心频率分别对应 1~5 次谐波的 4阶 MFBP 滤波器,完所用到的电容均选用 ,各滤波器中心频率处的增益均设为 4左右,1次谐波(基波) MFBP 滤波器的品质因数>2,其余各次谐波 MFB P 滤波器的品质因数>4。 3 设计方案及论证(设计原理、电路设计、恢复滤波器参数设计等) . 利用单个运算放大器,设计增益可控的二阶多反馈带通( MFBP )有源滤波器,滤波器原型电路参见参考文献[1] 中的图 ,中心频率处滤波器增益设计为约等于 2 。再将两个这样的 MFBP 滤波器级联,构建一个 4阶 MFBP 滤波器。由上面的公式可以求得元件参数: 基波 f=1000HZ Q= R2=82K Ω R1a= KΩ R1b=3637 Ω其中 R1b=3637 Ω由 Ω和 47KΩ并联实现二次谐波 f=2000HZ Q= R2=82K Ω R1a= KΩ R1b=803 Ω其中 R1b=803 Ω由 39K Ω和 820 Ω并联实现三次谐波 f=3000HZ Q= R2=82K Ω R1a= KΩ R1b=349 Ω其中 R1b=349 Ω由 Ω和 390 Ω并联实现四次谐波 f=4000HZ Q= R2=82K Ω R1a= KΩ R1b=195 Ω其中 R1b=195 Ω由 200 Ω和 KΩ并联实现. 五次谐波 f=5000HZ Q= R2=82K Ω R1a= KΩ R1b=123.