一种傅里叶信号分解装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明一种傅里叶信号分解装置，具体涉及一种利用傅里叶级数展开进行分析的 方法将方波或三角波分解为不同频率的正弦波信号的装置。
【背景技术】
[0002] 随着电子技术的迅速发展和应用，各类波形电信号的应用也愈发广泛，尤其以正 弦波信号最为常用，信号源作为现代电子产品设计和生产中的重要工具，必须满足高精度、 高速度、高分辨率等要求，由于周期性函数可以用傅里叶级数来表示，用傅里叶级数展开进 行分析的方法也随处可见，信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动 控制领域和教学实验等领域，但是这些设备大多价格昂贵，使用成本较高。
【发明内容】
[0003] 本发明针对现有技术中信号发生器成本过高的问题，提供一种利用电信号的傅里 叶分解的方法把方波或者三角波通过二阶带通滤波产生正弦波的装置。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种傅里叶信号分解装置，包 括：能够产生方波信号或者三角波信号的信号发生电路；分别与上述信号发生电路的信号 输出端相连的多组二阶带通滤波级联电路；分别与上述信号发生电路和二阶带通滤波级联 电路相连的示波器。
[0005] 所述二阶带通滤波级联电路包括四组电路，分别为：第一二阶带通滤波级联电路、 第二二阶带通滤波级联电路、第三二阶带通滤波级联电路和第四二阶带通滤波级联电路， 上述电路依次产生频率为lkHZ、3kHZ、5kHZ和7kHZ的正弦波。
[0006] 所述第一二阶带通滤波级联电路包括两个二阶带通滤波级联电路；其电路结构 为：电阻R20的一端与信号发生电路的信号输出端T0324相连，所述电阻R20的另一端并接 电容C16的一端和电容C20的一端后与电阻R22的一端相连，所述电容C16的另一端并接 电阻R21的一端后与运算放大器0P4的负输入端相连，所述电容C20的另一端并接电阻R21 的另一端后与运算放大器0P4的输出端相连，所述电阻R22的另一端接地；
[0007] 所述运算放大器0P4的正输入端依次串接电阻R24和电阻R30后接地，运算放大 器0P4的正电源端并接电容C14的一端后与电阻R17的一端相连，所述电阻R17的另一端 与+15V电源相连，所述电容C14的另一端接地，运算放大器0P4的负电源端并接电阻R26 的一端后与电容C23的一端相连，所述电阻R26的另一端与-15V电源相连，所述电容C23 的另一端接地；
[0008] 所述运算放大器0P4的输出端串接电容C18后与电位器W15的一固定端相连，所 述电位器W15的活动端并接电位器W15的另一固定端和电阻R31的一端后与电容C21的正 极相连，所述电阻R31的另一端接地，所述电容C21的负极与电阻R19的一端相连；
[0009] 所述电阻R19的另一端并接电容C15的一端和电容C19的一端后与电阻R27的一 端相连，所述电容C15的另一端并接电阻R18的一端后与运算放大器OP3的负输入端相连， 所述电容C19的另一端并接电阻R18的另一端后与运算放大器0P3的输出端相连，所述电 阻R27的另一端接地；
[0010] 所述运算放大器OP3的正输入端依次串接电阻R23和电阻R29后接地，运算放大 器OP3的正电源端并接电容C13的一端后与电阻R16的一端相连，所述电阻R16的另一端 与+15V电源相连，所述电容C13的另一端接地，运算放大器OP3的负电源端并接电阻R25 的一端后与电容C22的一端相连，所述电阻R25的另一端与-15V电源相连，所述电容C22 的另一端接地；所述运算放大器OP3的输出端与电容C17的正极相连，所述电容C17的负极 串接电阻R28后接地，所述电容C17的负极为lkHZ信号输出端。
[0011] 所述第二二阶带通滤波级联电路包括三个二阶带通滤波级联电路；其电路结构 为：电阻R38的一端串接电阻R45的一端后与信号发生电路的信号输出端T0324相连，所述 电阻R38的另一端并接电容C30的一端和电容C35的一端后与电阻R39的一端相连，所述 电容C30的另一端并接电阻R40的一端后与运算放大器OP7的负输入端相连，所述电容C35 的另一端并接电阻R40的另一端后与运算放大器OP7的输出端相连，所述电阻R39的另一 端串接电阻R46后接地；
[0012] 所述运算放大器OP7的正输入端依次串接电阻R49和电阻R55后接地，运算放大 器OP7的正电源端并接电容C26的一端后与电阻R34的一端相连，所述电阻R34的另一端 与+15V电源相连，所述电容C26的另一端接地，运算放大器OP7的负电源端并接电阻R51 的一端后与电容OiO的一端相连，所述电阻R51的另一端与-15V电源相连，所述电容(340 的另一端接地；
[0013] 所述运算放大器0P7的输出端依次串接电容C32和电阻R42后与电容C36的正极 相连，所述电容C36的正极串接电阻R56后接地，电容C36的负极与电阻R41的一端相连；
[0014] 所述电阻R41的另一端并接电容C29的一端和电容C34的一端后与电阻R43的一 端相连，所述电容C29的另一端并接电阻R37的一端后与运算放大器0P6的负输入端相连， 所述电容C34的另一端并接电阻R37的另一端和运算放大器0P6的正输入端后与运算放大 器0P6的输出端相连，所述电阻R43的另一端串接电阻R54后接地；
[0015] 所述运算放大器0P6的正电源端并接电容C25的一端后与电阻R33的一端相连， 所述电阻R33的另一端与+15V电源相连，所述电容C25的另一端接地，运算放大器0P6的 负电源端并接电阻R50的一端后与电容C39的一端相连，所述电阻R50的另一端与-15V 电源相连，所述电容C39的另一端接地；
[0016] 所述运算放大器0P6的输出端串接电容C31后与电位器W6的一固定端相连，所述 电位器W6的活动端并接电位器W6的另一固定端和电阻R57的一端后与电容C37的正极相 连，所述电阻R57的另一端接地，所述电容C37的负极与电阻R36的一端相连；
[0017] 所述电阻R36的另一端并接电容C27的一端和电容C33的一端后与电阻R44的一 端相连，所述电容C27的另一端并接电阻R35的一端后与运算放大器0P5的负输入端相连， 所述电容C33的另一端并接电阻R35的另一端后与运算放大器0P5的输出端相连，所述电 阻R44的另一端串接电阻R53后接地；
[0018] 所述运算放大器0P5的正输入端串接电阻R48后接地，运算放大器0P5的正电源 端并接电容C24的一端后与电阻R32的一端相连，所述电阻R32的另一端与+15V电源相连， 所述电容C24的另一端接地，运算放大器0P5的负电源端并接电阻R47的一端后与电容C38 的一端相连，所述电阻R47的另一端与-15V电源相连，所述电容C38的另一端接地；所述 运算放大器0P5的输出端与电容C28的正极相连，所述电容C28的负极串接电阻R52后接 地，所述电容C28的负极为3kHZ信号输出端。
[0019] 所述信号发生电路的电路结构为：振荡集成电路芯片ICL8038的6脚并接电位器 W3的一固定端后与+15V电源相连，振荡集成电路芯片ICL8038的8脚与电位器W3的活动 端相连，所述电位器W3的另一固定端接地；
[0020] 所述振荡集成电路芯片ICL8038的5脚串接电阻R2后与电位器W1的一固定端 相连，振荡集成电路芯片ICL8038的4脚与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端并 接电位器W1的另一固定端后与电阻R4的一端相连，所述电位器W1的活动端与+15V电源 相连，所述电阻R4的另一端与振荡集成电路芯片ICL8038的9脚相连，振荡集成电路芯片 ICL8038的10脚串接电容C12后接地，振荡集成电路芯片ICL8038的11脚接地，振荡集成 电路芯片ICL8038的12脚串接电阻R14后接地；
[0021] 所述振荡集成电路芯片ICL8038的9脚和3脚分别与选择开关S1的两固定端相 连，所述选择开关S1的活动端串接电阻R9后反相放大器OP1的负输入端相连，所述反相放 大器OP1的负输入端串接电阻R1后与反相放大器OP1的输出端相连，反相放大器OP1的正 输入端串接电阻R10后接地，反相放大器OP1的电源端分别与+15V电源和-15V电源相连， 反相放大器OP1的输出端与放大器OP2的正输入端相连；
[0022] 所述放大器OP2的负输入端与放大器OP2的输出端相连，放大器OP2的电源端分 别与+15V电源和-15V电源相连，放大器OP2的输出端与电位器W2的一固定端相连，所 述电位器W2的活动端并接电位器W2的另一固定端和电阻R12的一端后与电容C1的正极 相连，所述电阻R12的另一端接地，所述电容C1的的负极为信号发生电路的信号输出端 T0324。
[0023] 本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明装置由方波或者三角波信号产 生出了 4个振幅比为i=fH、频率分别为lkHZ、3kHZ、5kHZ和7kHZ的正弦波，得以直观展 现并验证了傅里叶变换，该设备可应用于大学物理实验中，也可以应用于工程实践等更多 领域中，整个装置成本较低，实用性强，应用范围广。
【附图说明】
[0024] 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
[0025] 图1是本发明的电路结构示意图；
[0026] 图2是本发明中信号发生电路的电路图；
[0027] 图3是本发明中第一二