第35卷第6期大学物理实验Vol．35No．62022年12月PHYSICALEXPEＲIMENTOFCOLLEGEDec．2022收稿日期:2022-02-25基金项目:资助项目2021年江西省学位与研究生教育教学改革研究项目(JXYJG-2021-062)*通讯联系人文章编号:1007-2934(2022)06-0122-05基于傅里叶分解合成的大学物理实验常见信号产生原理分析孙国威，刘忠民*，徐元国*，郭琴(江西师范大学，江西南昌330022)摘要:实验教学时，正弦波等信号是如何产生的?许多学生感到迷茫。本文从信号合成及电路整流滤波两方面简要讨论如何获得所需的信号，从而帮助学生基于理论高度对正弦波等信号的产生原理有一定认知。本文在激发学生学习兴趣和培养学生探究能力方面有一定积极作用。关键词:傅里叶级数正弦波信号方波信号锯齿波信号三角波信号中图分类号:O4-34文献标志码:ADOI:10．14139/j．cnki．cn22-1228．2022．06．025级数展开的极限思想让能够从简单易得的信号出发，通过选择合适的信号基底进而合成一系列复杂的信号。信号合成对于周期性信号来说这几乎是万能的方法，其中苏武浔、张渭滨、王建成便对运用傅里叶级数的逆变换运算来分析常见波形进行了讨论。杨亚丽运用该方法在《工程实践背景下的周期性方波信号分解与合成》一文中对方波信号进行了分析，并运用模拟电子技术、单片机原理等相关知识在一定精度上实现了方波信号的合成。本文总结已有研究成果并沿用信号合成的方法，结合部分电子电路知识分析了方波、锯齿波、三角波信号，并同时对基底信号的发生与转换进行了一定的分析。1正弦波信号正弦波信号是接触最多也是最容易获得的信号，图1所示是发电机的抽象模型，匝数为N的线圈在磁感应强度为B的磁场中以角速度ω旋转时，得到E=ωNBSsin(ωt+φ0)的正弦信号。实际发电机中由于线圈匝数太多、重量过大，常常会采取旋转磁场的方式来发电。改变线圈或磁场的角速度，能够得到不同频率的正弦信号。我国市电是频率为50Hz的正弦交流电，用户要得到不同频率的正弦波信号，需附加电路。图1发电机抽象模型通过一个变压器可改变正弦信号的振幅。但要改变正弦信号的频率，通常是将交流电经整流滤波变为直流电后，再经开关电路把直流电变成交流电。图2是一个全波整流电路，在输入端输入交流电后，在输出端得到直流电，将直流电输入到逆变电路，得到不同频率的交流电。图2整流滤波电路图3是逆变器的简单模型，开关S1与S4为同时工作的第一组，开关S2与S3为同时工作的第二组，当第一组与第二组交替闭合、断开时，输...
