杨晋泓 范俊杰 周继烨

摘要：该文阐述了以STM32F103C8T6为主控，以多级晶体管放大电路为主体的放大器非线性研究装置的设计与实现。通过模拟开关选择电阻阻值，改变静态工作点，得到放大后无明显失真与四类非线性失真的波形。通过采集放大后的信号电压值，利用FFT算法得到谐波幅值，实现THD的计算，通过OLED显示波形编号及THD值。

关键词：非线性失真;AD电压采集;FFT算法;THD

中图分类号：TP393       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）14-0228-03

1 引言

由非线性元件，系统产生的失真不仅含有原有信号的频率成分，而且产生了新的频率分量，我们称之为非线性失真;在实际生产中，为了分析信号特性，检查改善信号传输设备的性能，都需要对失真这一参数进行测量研究[1];同时THD（总谐波失真）对于度量各类系统的性能也有着重要的影响，从而对于非线性失真和THD具有很大的研究意义。本文设计研究的放大器非线性研究装置可通过切换不同模式显示不同非线性失真波形以及FFT处理计算各波形的THD值，来达到研究非线性失真信号的目的。

2 系统总体方案设计

本系统总体框图如图1所示，矩阵键盘与OLED屏作为人机交互部分，用于切换显示各工作电路模式;信号发生器输出正弦信号，输入至放大電路并由模拟开关选择电阻阻值来改变静态工作点，从而切换不同放大电路，控制不同的失真状态，实现在示波器上显示放大后的无明显失真波形与4种非线性失真波形;STM32F103C8T6为主控芯片，通过12位AD端口分压……