圖2 20kHz低通濾波器

圖3 35kHz低通濾波器

3.3 移相電路

RC移相網絡參數的計算：

要求疊加后的信號移相范圍為-45°~+45°，設A信號為Asin（ωt+45°），B信號為Bsin（ωt+45°），疊加后的信號為

改變A和B的值就可以改變疊加后信號的相位。

只有輸入信號的頻率與RC網絡的諧振頻率相同時，才會有45°的相移，因此隨著輸入信號頻率的變化，RC網絡的諧振頻率也要相應的改變。根據公式

f=1/2πRC     （5）

推導可得R值，取電容C為0.1μF,當輸入信號的頻率為100Hz時，R=16kΩ，當頻率為1kHz時

R=1.6kΩ，當頻率變?yōu)?0kHz時，R=160Ω。

輸入的正弦信號經過RC構成的超前和滯后網絡后經過運放（OPA37）構成的射極跟隨器，然后通過電位器R3疊加，再經過放大電路通過一個電位器輸出。電路圖如圖4所示。

圖4 移相網絡

3.4 加法器

此加法器為同相加法器，由于集成運放可視為理想運放，其輸入端可視為虛短和虛開路。在同向端運用節(jié)點電流方程可求得輸出：

圖5 加法器

3.5 有效值檢波

有效值檢波采用真有效值/直流轉換芯片AD637能計算任何復雜波形的真有效值、平均值、均方值、絕對值，具有分貝輸出（0~60 dB）。具有寬頻帶，量程在0~7 V范圍內可調。

AD637內部結構包括有源整流器（即絕對值電路），平方/除法器、濾波放大器、獨立的緩沖放大器、偏置電路五部分。使用AD637在測量峰值系數高達10的信號時附加誤差僅為1%,且外圍元件少、頻帶寬。對于有效值為200 mV的信號，-3dB帶寬為600kHz;對于有效值為1V的信號。-3dB帶寬為8MHz.該方案硬件簡單，兩且精度很高，效果理想。

4 系統(tǒng)軟件設計

軟件流程圖見圖6,本系統(tǒng)選用MSP430F449單片機，主要負責對方波、三角波10k、30k、50k等各次諧波連行采樣，并用LCD12864對各次諧波的峰值顯示；在程序運行的過程中，可通過16x16矩陣鍵盤控制選擇波形及階數的切換。

圖6 軟件流程圖

5 結束語