一种数字型傅里叶级数分解及合成装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种数字型傅里叶级数分解及合成装置。其中，本实用新型专利技术中分解装置基于DDS信号发生器产生周期性方波或者三角波信号，利于提高周期性方波或三角波信号的稳定性和准确性；通过将由DDS信号发生器产生的方波或者三角波信号直接输入或经过放大后输入到信号分解电路中，能够有效提高傅里叶级数分解实验的稳定性和准确性。本实用新型专利技术中合成装置基于DDS信号发生器产生周期性正弦波信号，利于提高周期性正弦波信号的稳定性和准确性；通过将多路由DDS信号发生器产生的不同频率的正弦波信号直接输入或经过放大后输入到信号合成电路中，能够有效提高傅里叶级数合成实验的稳定性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种数字型傅里叶级数分解及合成装置
本技术涉及一种傅里叶级数实验仪，尤其涉及一种数字型傅里叶级数分解装置、以及一种数字型傅里叶级数合成装置，适用于对傅里叶级数开展研究和分析。
技术介绍
在电子技术研究与实验中，信号源作为现代电子产品设计的重要工具，必须满足高精度、高速度、高分辨率等要求，否则会影响实验结果的稳定性和准确性，甚至影响实验结论。基于傅里叶级数原理对电信号进行分析研究，是非常重要的研究方法，已经被广泛应用于物理学、数论、组合数学、信号处理、概率、统计、密码学、声学、光学等工程
其中，电信号的分析研究包括信号的分解与合成。作为科学研究和能力训练的一种工具，傅里叶级数分解与合成设备被广泛应用于高校实验室。傅里叶级数分解与合成设备的主要功能包括两个部分：①.生成周期性信号，如方波、三角波等周期性信号，配合外围电子线路，实现傅里叶级数分解；②.生成多种频率的正弦波信号，利用信号合成，实现傅里叶级数合成。然而，现有的傅里叶级数分解与合成设备多数基于模拟电子技术研制，例如：专利文献1公开了一种傅里叶信号分解装置，该装置基于模拟电子线路技术，利用傅里叶级数分解原理将方波或者分解为正弦波，作为正弦波的波形发生设备。专利文献2公开了一种傅里叶分解与合成实验仪，也是基于模拟电子技术实现的。以上傅里叶级数实验仪的信号稳定性、准确性存在不足，甚至存在杂波干扰；信号的幅频特性不良，表现为信号频率存在一定宽度，而非原理要求的单一频率。这些缺陷对实验结果的准确性有较明显的影响，甚至干扰对实验结论的判断。对比文件专利文献专利文献1：公开号为CN104579174A，公开日为：2015年4月29日。专利文献2：公开号为CN101833886A，公开日为：2010年9月15日。
技术实现思路
本技术的目的之一在于提出一种数字型傅里叶级数分解装置，以提高周期性方波或三角波信号的稳定性和准确性，从而提高傅里叶级数分解实验的稳定性和准确性。本技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种数字型傅里叶级数分解装置，包括信号生成电路以及信号分解电路；信号生成电路包括控制单元和DDS信号发生器，控制单元与DDS信号发生器相连；其中，DDS信号发生器被配置为用于产生并输出方波或三角波信号；DDS信号发生器的输出端连接至信号分解电路；其中，信号分解电路被配置为用于将方波或三角波信号分解成不同频率的正弦波。优选地，控制单元采用STM32系列单片机。优选地，DDS信号发生器采用AD9834芯片；其中，STM32系列单片机的同步信号引脚、时钟信号引脚以及数据信号引脚分别与AD9834芯片的同步信号引脚、时钟信号引脚以及数据信号引脚一一对应连接；STM32系列单片机的接口GPIO连接到AD9834芯片的引脚MODE上；AD9834芯片的引脚VIN与引脚OUT之间设有一号电阻；其中，一号电阻的一端与AD9834芯片的引脚VIN相连，另一端与AD9834芯片的引脚OUT相连；AD9834芯片的引脚VIN上还连接一个电容，电容的另一端接地；AD9834芯片的引脚FSADJUST连接有二号电阻，二号电阻的另一端接地；其中，一号电阻为定值电阻，二号电阻为可调电阻；AD9834芯片的引脚SIGNBITOUT为DDS信号发生器的输出端。优选地，数字型傅里叶级数分解装置还包括信号放大电路；其中，DDS信号发生器的输出端连接至信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端连接至信号分解电路。优选地，信号放大电路包括AD8021芯片以及三号电阻，三号电阻为可调电阻；DDS信号发生器输出端连接至AD8021芯片的一个输入端；三号电阻的端部分别与AD8021芯片的输出端以及AD8021芯片的另一个输入端相连；AD8021芯片的输出端连接至信号分解电路。本技术的目的之二在于提出一种数字型傅里叶级数合成装置，以提高周期性正弦波信号的稳定性和准确性，从而提高傅里叶级数合成实验的稳定性和准确性。本技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种数字型傅里叶级数合成装置，包括信号生成电路以及信号合成电路；信号生成电路包括控制单元以及至少两个DDS信号发生器；控制单元与各个DDS信号发生器分别相连；其中，各个DDS信号发生器被配置为用于产生并输出不同频率的正弦波信号；每个DDS信号发生器的输出端分别连接至信号合成电路的输入端；信号合成电路采用加法器，被配置为用于将接收到的各个正弦波信号合成方波信号。优选地，控制单元采用STM32系列单片机。优选地，DDS信号发生器采用AD9834芯片；其中，STM32系列单片机的同步信号引脚、时钟信号引脚以及数据信号引脚分别与各个AD9834芯片的同步信号引脚、时钟信号引脚以及数据信号引脚一一对应连接；TM32系列单片机的接口GPIO连接到各个AD9834芯片的引脚MODE上；AD9834芯片的引脚FSADJUST连接有一号可调电阻，一号可调电阻的另一端接地；AD9834芯片的引脚OUT为DDS信号发生器的输出端。优选地，数字型傅里叶级数合成装置还包括信号放大电路；其中，信号放大电路的数量与DDS信号发生器的数量相同；每个DDS信号发生器的输出端连接一个信号放大电路，信号放大电路的输出端连接至信号合成电路的输入端。优选地，信号放大电路包括AD8021芯片以及二号可调电阻；DDS信号发生器的输出端连接至对应的信号放大电路中AD8021芯片的一个输入端；二号可调电阻的端部分别与AD8021芯片的输出端以及AD8021芯片另一个输入端相连；AD8021芯片的输出端连接至信号合成电路的输入端。本技术具有如下优点：如上所述，本技术提供了一种数字型傅里叶级数分解装置，该装置基于DDS信号发生器产生方波或者三角波信号，利于提高周期性方波或三角波信号的稳定性和准确性；通过将由DDS信号发生器产生的方波或者三角波信号直接输入或经过放大后输入到信号分解电路中，能够提高傅里叶级数分解实验的稳定性和准确性，消除存在杂波干扰。此外，本技术还提供了一种数字型傅里叶级数合成装置，该装置基于DDS信号发生器产生正弦波信号，利于提高周期性正弦波信号的稳定性和准确性；通过将多路由DDS信号发生器产生的不同频率的正弦波信号直接输入或经过放大后输入到信号合成电路中，能够提高傅里叶级数合成实验的稳定性和准确性，消除存在杂波干扰。附图说明图1为本技术实施例1中数字型傅里叶级数分解装置的结构示意图。图2为本技术实施例2中数字型傅里叶级数合成装置的结构示意图。图3为本技术实施例2中数字型傅里叶级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字型傅里叶级数分解装置，其特征在于，/n包括信号生成电路以及信号分解电路；/n信号生成电路包括控制单元和DDS信号发生器，控制单元与DDS信号发生器相连；/n其中，DDS信号发生器被配置为用于产生并输出方波或三角波信号；/nDDS信号发生器的输出端连接至信号分解电路；/n其中，信号分解电路被配置为用于将所述方波或三角波信号分解成不同频率的正弦波。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字型傅里叶级数分解装置，其特征在于，
包括信号生成电路以及信号分解电路；
信号生成电路包括控制单元和DDS信号发生器，控制单元与DDS信号发生器相连；
其中，DDS信号发生器被配置为用于产生并输出方波或三角波信号；
DDS信号发生器的输出端连接至信号分解电路；
其中，信号分解电路被配置为用于将所述方波或三角波信号分解成不同频率的正弦波。


2.根据权利要求1所述的数字型傅里叶级数分解装置，其特征在于，
所述控制单元采用STM32系列单片机。


3.根据权利要求2所述的数字型傅里叶级数分解装置，其特征在于，
所述DDS信号发生器采用AD9834芯片；
其中，STM32系列单片机的同步信号引脚、时钟信号引脚以及数据信号引脚分别与AD9834芯片的同步信号引脚、时钟信号引脚以及数据信号引脚一一对应连接；
STM32系列单片机的接口GPIO连接到AD9834芯片的引脚MODE上；
AD9834芯片的引脚VIN与引脚OUT之间设有一号电阻；其中，一号电阻的一端与AD9834芯片的引脚VIN相连，另一端与AD9834芯片的引脚OUT相连；
AD9834芯片的引脚VIN上还连接一个电容，电容的另一端接地；
AD9834芯片的引脚FSADJUST连接有二号电阻，二号电阻的另一端接地；
其中，一号电阻为定值电阻，二号电阻为可调电阻；
AD9834芯片的引脚SIGNBITOUT为DDS信号发生器的输出端。


4.根据权利要求1至3任一项所述的数字型傅里叶级数分解装置，其特征在于，
所述数字型傅里叶级数分解装置还包括信号放大电路；其中，DDS信号发生器的输出端连接至信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端连接至信号分解电路。


5.根据权利要求4所述的数字型傅里叶级数分解装置，其特征在于，
所述信号放大电路包括AD8021芯片以及三号电阻，三号电阻为可调电阻；
DDS信号发生器输出端连接至AD8021芯片的一个输入端；
三号电阻的端部分别与AD8021芯片的输出端以及AD8021芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗永平，刘维慧，代坤，李洪亮，马瑞祥，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东;37