信号波形合成实验电路
第4章 性能测试与分析
4.1方波振荡器测试
调节图3-4中电阻R1，R5达到比例后调节R3，利用示波器观察信号输出端波形频率达到60KHz和50KHz，测试结果如下图4-1,4-2所示：
图4-1 60KHz方波 图4-2 50KHz方波
4.2分频滤波电路测试
将60KHz的信号经6分频和2分频后得到10KHz和30KHz信号，与50KHz方波信号输入到各自滤波器，得到其基波信号10KHz、30KHz和50KHz的正弦信号。其结果如下图4-3所示。
图4-3 50KHz正弦波
4.3放大、衰减、移相电路测试
将上所产生的3个正弦信号输入到放大、衰减、移相电路，调节各可变电阻、电阻，观察示波器使信号输出幅度为10KHz正弦信号
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Vpp?6V,30KHz正弦信号
信号波形合成实验电路
Vpp?2V，10KHz正弦信号
Vpp?1.2V，其结果如图4-4,4-5所示。
图4-4 10KHz Vpp=6V正弦波 图4-5 30KHzVpp=2V正弦波 并且根据方波傅里叶变换,3个信号相位差为零，通过示波器的X-Y工作模式，观察调节，当相位差为零，其李沙育图像如图4-6所示。
图4-6 10KHz和30KHz 0度相位差李沙育图
4.4加法器测试
先将10KHz（
Vpp?6V），30KHz（
Vpp?2V），无相位差的两路信号输入加法
器，再经放大器后输出如下图4-7所示，波形幅度为5V。
再将10KHz（
Vpp?6V），30KHz（
Vpp?2V），50KHz(
Vpp?1.2V)无相位差的
三路信号输入加法器，输出如图4-8波形。
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合成方波信号图 正弦信号合成方波信号图
图4-7 10KHz和30K 图4-8 10KHz、30KHz和50KHz
4.5三角波谐波组成测试
将10KHz、30KHz和50KHz的正弦信号输入三角波谐波组成模块，根据三角波傅里叶变换，通过放大衰减和移相模块，10KHz正弦信号取Vpp取8V，30KHz正弦信号取Vpp取900mV，50KHz正弦信号取Vpp取320mV，并保证10KHz信号与30KHz信号相位差为180度，其李沙育图如图4-9所示，10KHz信号与50KHz信号相位差为0度。通过加法器，合成信号输出如图4-10所示，效果良好。
图4-9 10KHz和30KHz 180度相位差李沙育图 图4-10 10KHz、30KHz和50KHz
正弦信号合成三角波信号图
4.6测量数字显示电路
本测量电路为峰值检波测量，输出结果为测试波形的的幅度，测试结果如表4-1所示：
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表4-1 测量结果与误差
不同频率正弦波 10KHz正弦波 30KHz正弦波 2.26V(Vpp) 6.16V(Vpp) 示波器显示 测量数字显示结果 1.12V(幅度) 3.09V（幅度） -0.88% 0.32% 误差 从测试结果看能满足其他功能说明测试
本次电路设计中的方波产生电路产生频率可调，且存在两路方波产生电路，低通滤波电路的截止频率也可调，可由此产生一定范围内任意频率的正弦波，再加上可调的放大、衰减、移相电路，可自由根据傅里叶变换合成其他近似波形。
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结 论
本次电路设计中的方波产生电路产生频率可调，且存在两路方波产生电路，低通滤波电路的截止频率也可调，可由此产生一定范围内任意频率的正弦波，再加上可调的放大、衰减、移相电路，可根据傅里叶变换自由合成其他近似波形。
先将10KHz，30KHz无相位差的两路信号输入加法器，再经放大器后输出特殊波形，幅度为5V。再将10KHz，30KHz，50KHz无相位差的三路信号输入加法器，得到设计所需特殊矩形波形，这个设计比较理想。
将10KHz、30KHz和50KHz的正弦信号输入三角波谐波组成模块，根据三角波傅里叶变换，通过放大衰减和移相模块，10KHz正弦信号取Vpp取8V，30KHz正弦信号取Vpp取900mV，50KHz正弦信号取Vpp取320mV，并保证10KHz信号与30KHz信号相位差为180度，10KHz信号与50KHz信号相位差为0度。通过加法器，合成三角波信号。虽然达到了出现三角波的效果，但这个波形不太标准。
通过模拟电路来完成方波信号的产生、分频、滤波、放大、衰减、移相以及合成等功能。在信号处理中，根据设计要求和方波、三角波傅里叶变换后的特性来决定各产生波形的幅度和相位。利用MSP430F149完成了对各正弦波的测量以及数显功能。本系统电路结构简单、各波形良好，测量结果精确。本设计还存在一些不足的地方，三角波的波形不太标准，以后有机会再继续研究下去，尽力做到最好。
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