本论文探讨了一种创新的信号分离装置设计，旨在提高复杂信号环境中的数据清晰度和传输效率，适用于通信、电子及生物医学工程等领域。
【信号分离装置】是2023年全国大学生电子设计竞赛本科组的一项任务，目标是设计并制作一个能将两路不同频率的信号（A和B）无失真分离的装置。信号源输出的A和B是频率在20kHz到100kHz之间的正弦波，且fA小于fB，峰值均为1V。经过加法器处理后，产生混合信号C，接下来的任务是通过分离电路将C恢复为A和B，要求它们与原始信号A和B保持相同的波形质量。
**基本要求：**
1. **加法器**：需构建一个增益为1的加法器，确保C=A+B，即混合信号C是信号A和B的简单叠加。
2. **信号分离**：当fA=50kHz，fB=100kHz时，分离电路应能准确地分离出A和B，两者的峰值都不小于1V。
3. **频率多样性**：信号A和B可以是10kHz整数倍的任意频率，分离电路仍需能有效分离，保持峰峰值不小于1V。
**发挥部分：**
1. **信号类型与频率**：信号A和B可以是5kHz整数倍的正弦波或三角波，分离装置需适应这种变化。
2. **相位控制**：当A和B都是正弦波且fB是fA的整数倍时，装置应能设置并控制B相对于A的初始相位差，范围0°到180°，设置分辨率5°，误差不超过5°。
3. **其他创新点**：鼓励参赛者在此基础上进行更多的技术创新和功能扩展。
**说明与规定：**
- 信号接口应预留A、B、C、A和B的测试端口。
- 加法器和分离电路分别独立，仅通过C和地线连接，禁止其他通信方式。
- 分离电路可有一个启动键，测试时设置完成后允许按一次启动键，之后过程自动进行，分离时间不超过20秒。
- 相位差的定义参照图2，在测试过程中允许一次性按下启动键操作后无人工干预完成后续流程。
**评分标准：**
- 设计报告、理论分析、电路设计和测试方案等方面都有明确的评分点。
- 基本要求和发挥部分各有不同权重，总分为120分。
这个比赛挑战了参赛者的电路设计能力、信号处理理论知识以及实际操作技能，尤其是针对信号分离、相位控制及系统集成的能力。参赛者需要具备扎实的电子技术基础，包括模拟电路设计、信号处理与滤波理论，并能灵活运用这些知识解决问题。此外，良好的文档编写能力和实验测试技巧也是成功的关键因素之一。
5星
