一種傅里葉信號(hào)分解裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一種傅里葉信號(hào)分解裝置，具體涉及一種利用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)進(jìn)行分析的 方法將方波或三角波分解為不同頻率的正弦波信號(hào)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，各類(lèi)波形電信號(hào)的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛，尤其以正 弦波信號(hào)最為常用，信號(hào)源作為現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的重要工具，必須滿足高精度、 高速度、高分辨率等要求，由于周期性函數(shù)可以用傅里葉級(jí)數(shù)來(lái)表示，用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)進(jìn) 行分析的方法也隨處可見(jiàn)，信號(hào)發(fā)生器是一種常用的信號(hào)源，廣泛地應(yīng)用于電子電路、自動(dòng) 控制領(lǐng)域和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域，但是這些設(shè)備大多價(jià)格昂貴，使用成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)發(fā)生器成本過(guò)高的問(wèn)題，提供一種利用電信號(hào)的傅里 葉分解的方法把方波或者三角波通過(guò)二階帶通濾波產(chǎn)生正弦波的裝置。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種傅里葉信號(hào)分解裝置，包 括：能夠產(chǎn)生方波信號(hào)或者三角波信號(hào)的信號(hào)發(fā)生電路；分別與上述信號(hào)發(fā)生電路的信號(hào) 輸出端相連的多組二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路；分別與上述信號(hào)發(fā)生電路和二階帶通濾波級(jí)聯(lián) 電路相連的示波器。
[0005] 所述二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路包括四組電路，分別為：第一二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路、 第二二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路、第三二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路和第四二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路， 上述電路依次產(chǎn)生頻率為lkHZ、3kHZ、5kHZ和7kHZ的正弦波。
[0006] 所述第一二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路包括兩個(gè)二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路；其電路結(jié)構(gòu) 為：電阻R20的一端與信號(hào)發(fā)生電路的信號(hào)輸出端T0324相連，所述電阻R20的另一端并接 電容C16的一端和電容C20的一端后與電阻R22的一端相連，所述電容C16的另一端并接 電阻R21的一端后與運(yùn)算放大器0P4的負(fù)輸入端相連，所述電容C20的另一端并接電阻R21 的另一端后與運(yùn)算放大器0P4的輸出端相連，所述電阻R22的另一端接地；
[0007] 所述運(yùn)算放大器0P4的正輸入端依次串接電阻R24和電阻R30后接地，運(yùn)算放大 器0P4的正電源端并接電容C14的一端后與電阻R17的一端相連，所述電阻R17的另一端 與+15V電源相連，所述電容C14的另一端接地，運(yùn)算放大器0P4的負(fù)電源端并接電阻R26 的一端后與電容C23的一端相連，所述電阻R26的另一端與-15V電源相連，所述電容C23 的另一端接地；
[0008] 所述運(yùn)算放大器0P4的輸出端串接電容C18后與電位器W15的一固定端相連，所 述電位器W15的活動(dòng)端并接電位器W15的另一固定端和電阻R31的一端后與電容C21的正 極相連，所述電阻R31的另一端接地，所述電容C21的負(fù)極與電阻R19的一端相連；
[0009] 所述電阻R19的另一端并接電容C15的一端和電容C19的一端后與電阻R27的一 端相連，所述電容C15的另一端并接電阻R18的一端后與運(yùn)算放大器OP3的負(fù)輸入端相連， 所述電容C19的另一端并接電阻R18的另一端后與運(yùn)算放大器0P3的輸出端相連，所述電 阻R27的另一端接地；
[0010] 所述運(yùn)算放大器OP3的正輸入端依次串接電阻R23和電阻R29后接地，運(yùn)算放大 器OP3的正電源端并接電容C13的一端后與電阻R16的一端相連，所述電阻R16的另一端 與+15V電源相連，所述電容C13的另一端接地，運(yùn)算放大器OP3的負(fù)電源端并接電阻R25 的一端后與電容C22的一端相連，所述電阻R25的另一端與-15V電源相連，所述電容C22 的另一端接地；所述運(yùn)算放大器OP3的輸出端與電容C17的正極相連，所述電容C17的負(fù)極 串接電阻R28后接地，所述電容C17的負(fù)極為lkHZ信號(hào)輸出端。
[0011] 所述第二二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路包括三個(gè)二階帶通濾波級(jí)聯(lián)電路；其電路結(jié)構(gòu) 為：電阻R38的一端串接電阻R45的一端后與信號(hào)發(fā)生電路的信號(hào)輸出端T0324相連，所述 電阻R38的另一端并接電容C30的一端和電容C35的一端后與電阻R39的一端相連，所述 電容C30的另一端并接電阻R40的一端后與運(yùn)算放大器OP7的負(fù)輸入端相連，所述電容C35 的另一端并接電阻R40的另一端后與運(yùn)算放大器OP7的輸出端相連，所述電阻R39的另一 端串接電阻R46后接地；
[0012] 所述運(yùn)算放大器OP7的正輸入端依次串接電阻R49和電阻R55后接地，運(yùn)算放大 器OP7的正電源端并接電容C26的一端后與電阻R34的一端相連，所述電阻R34的另一端 與+15V電源相連，所述電容C26的另一端接地，運(yùn)算放大器OP7的負(fù)電源端并接電阻R51 的一端后與電容OiO的一端相連，所述電阻R51的另一端與-15V電源相連，所述電容(340 的另一端接地；
[0013] 所述運(yùn)算放大器0P7的輸出端依次串接電容C32和電阻R42后與電容C36的正極 相連，所述電容C36的正極串接電阻R56后接地，電容C36的負(fù)極與電阻R41的一端相連；
[0014] 所述電阻R41的另一端并接電容C29的一端和電容C34的一端后與電阻R43的一 端相連，所述電容C29的另一端并接電阻R37的一端后與運(yùn)算放大器0P6的負(fù)輸入端相連， 所述電容C34的另一端并接電阻R37的另一端和運(yùn)算放大器0P6的正輸入端后與運(yùn)算放大 器0P6的輸出端相連，所述電阻R43的另一端串接電阻R54后接地；
[0015] 所述運(yùn)算放大器0P6的正電源端并接電容C25的一端后與電阻R33的一端相連， 所述電阻R33的另一端與+15V電源相連，所述電容C25的另一端接地，運(yùn)算放大器0P6的 負(fù)電源端并接電阻R50的一端后與電容C39的一端相連，所述電阻R50的另一端與-15V 電源相連，所述電容C39的另一端接地；
[0016] 所述運(yùn)算放大器0P6的輸出端串接電容C31后與電位器W6的一固定端相連，所述 電位器W6的活動(dòng)端并接電位器W6的另一固定端和電阻R57的一端后與電容C37的正極相 連，所述電阻R57的另一端接地，所述電容C37的負(fù)極與電阻R36的一端相連；
[0017] 所述電阻R36的另一端并接電容C27的一端和電容C33的一端后與電阻R44的一 端相連，所述電容C27的另一端并接電阻R35的一端后與運(yùn)算放大器0P5的負(fù)輸入端相連， 所述電容C33的另一端并接電阻R35的另一端后與運(yùn)算放大器0P5的輸出端相連，所述電 阻R44的另一端串接電阻R53后接地；
[0018] 所述運(yùn)算放大器0P5的正輸入端串接電阻R48后接地，運(yùn)算放大器0P5的正電源 端并接電容C24的一端后與電阻R32的一端相連，所述電阻R32的另一端與+15V電源相連， 所述電容C24的另一端接地，運(yùn)算放大器0P5的負(fù)電源端并接電阻R47的一端后與電容C38 的一端相連，所述電阻R47的另一端與-15V電源相連，所述電容C38的另一端接地；所述 運(yùn)算放大器0P5的輸出端與電容C28的正極相連，所述電容C28的負(fù)極串接電阻R52后接 地，所述電容C28的負(fù)極為3kHZ信號(hào)輸出端。
[0019] 所述信號(hào)發(fā)生電路的電路結(jié)構(gòu)為：振蕩集成電路芯片ICL8038的6腳并接電位器 W3的一固定端后與+15V電源相連，振蕩集成電路芯片ICL8038的8腳與電位器W3的活動(dòng) 端相連，所述電位器W3的另一固定端接地；
[0020] 所述振蕩集成電路芯片ICL8038的5腳串接電阻R2后與電位器W1的一固定端 相連，振蕩集成電路芯片ICL8038的4腳與電阻R3的一端相連，所述電阻R3的另一端并 接電位器W1的另一固定端后與電阻R4的一端相連，所述電位器W1的活動(dòng)端與+15V電源 相連，所述電阻R4的另一端與振蕩集成電路芯片ICL8038的9腳相連，振蕩集成電路芯片 ICL8038的10腳串接電容C12后接地，振蕩集成電路芯片ICL8038的11腳接地，振蕩集成 電路芯片ICL8038的12腳串接電阻R14后接地；
[0021] 所述振蕩集成電路芯片ICL8038的9腳和3腳分別與選擇開(kāi)關(guān)S1的兩固定端相 連，所述選擇開(kāi)關(guān)S1的活動(dòng)端串接電阻R9后反相放大器OP1的負(fù)輸入端相連，所述反相放 大器OP1的負(fù)輸入端串接電阻R1后與反相放大器OP1的輸出端相連，反相放大器OP1的正 輸入端串接電阻R10后接地，反相放大器OP1的電源端分別與+15V電源和-15V電源相連， 反相放大器OP1的輸出端與放大器OP2的正輸入端相連；
[0022] 所述放大器OP2的負(fù)輸入端與放大器OP2的輸出端相連，放大器OP2的電源端分 別與+15V電源和-15V電源相連，放大器OP2的輸出端與電位器W2的一固定端相連，所 述電位器W2的活動(dòng)端并接電位器W2的另一固定端和電阻R12的一端后與電容C1的正極 相連，所述電阻R12的另一端接地，所述電容C1的的負(fù)極為信號(hào)發(fā)生電路的信號(hào)輸出端 T0324。
[0023] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是：本發(fā)明裝置由方波或者三角波信號(hào)產(chǎn) 生出了 4個(gè)振幅比為i=fH、頻率分別為lkHZ、3kHZ、5kHZ和7kHZ的正弦波，得以直觀展 現(xiàn)并驗(yàn)證了傅里葉變換，該設(shè)備可應(yīng)用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，也可以應(yīng)用于工程實(shí)踐等更多 領(lǐng)域中，整個(gè)裝置成本較低，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：
[0025] 圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明中信號(hào)發(fā)生電路的電路圖；
[0027] 圖3是本發(fā)明中第一二