信号与系统实验指导书试验箱matlab版

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1、信号与系统试验指导书衡水学院物理系2013年4月前言错误!未定义书签。实验一信号的产生3实验二零输入零状态响应103实验三信号的抽样与恢复10实验四连续信号在MATLAB中的表示17实验五时域离散信号的产生21实验六周期信号的合成与分解错误!未定义书签。7实验一信号的产生一、实验目的•了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点;•熟悉信号与系统实验箱信号产生和测试的方法；•学会使用示波器对常用波形参数的测量。二、实验设备•WK-XH-III信号与系统实验箱一台;•20MHz示波器一台；三、实验原理与说明1、基于MAX038的信号产生实验原理(1

2、)、MAX038的工作原理及基本工作电路MAX038是Maxim公司推出的一种精密高频波形产生器件，可组成程控多波数字调频信号产生器，能产生准确的高频三角波、矩形波和脉冲波。输出频率范围从0.1Hz〜20MHz,可由内部的2.5V带隙电压基准及外部的电容和电阻矩阵控制；占空比可在较大的范围内由一个±2.3V的线性信号控制变化，便于进行脉冲宽度调制和产生锯齿波，占空比和频率控制是独立的。输出波形可以通过在按制引脚上设置代码来选择，所有输出波形的峰值为土2V；MAX038具有输出阻抗、驱动能力大(可以驱动±20mA的电流)的特点。GNDAOAICOSCG

3、NDl)AI)J卜.WJGNDIIN3ZIOVTGNDV*DV*1X.NDS、PD!PDOGND图1-1MAX038的引脚定义REF:芯片内部2.5V参考电压输出；GND:模拟地；AO,A1:输出波形选择，TTL/CMOS兼容；COSC:内部振荡器外接电容；DADJ，FADJ:输出频率、占空比调节；IIN:振荡频率控制器电流输入；PDI，PDO:内部鉴相器输入输出；SYNC:同步信号输出，允许内部振荡器与外信号同步;DGND，DV+:内部数字电路电源；V+，V-:MAX038供电电源端（+5V，-5V）;OUT:波形输出。其内部框图及基本工作电路如图

4、1-2所示。工图1-2MAX038的内部结构及基本工作电路主耍包括主振器，主振控制器，2.50V基准电压源，正弦波形成器，方波形器，比较器，多路选择器，输出级和相位检测器。图中，振荡器输出的三角波经正弦波形成器变换成等幅，低失真的正弦波。多路模拟开关则从输入的正弦波，三角波和矩形波中选择一种，作为输出。波形种类由地址AO,A1的逻辑电平来设定。与此同时，三角波还经过比较器从SYNC端输出，可作为外部振荡器的同步信号。芯片内部的振荡器、比较器和波形变换电路产生正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波，通过选择控制端AO,A1的电平选择一种波形（AO,A1的

5、控制电平与输出波形的关系见表1），经内部缓冲器缓冲后输出。表1AO，AI的fe平与输出波形的关系A0A1输出波形任意高电平正弦波低t平低电平方波高平低电平三角波(2)、基于MAX038的函数源设计输出频率与外接振荡器COSC与GND端电容CF、参考电流IIN及频率调节电压VFADJ有关。当VFADJ=OV时，输出振荡频率为FO=IIN+CF式中：I1N为当前输入到IIN端的电流(2uA

6、N/[RINXCF]计算。推荐的参考电流IIN范围：10uA到400uA。CF为外接振荡电容器COSC的容量(20pf

7、.5V)和FADJ之间的可变电阻RF可调整频率。RF阻值按RF=(VREF-VFADJ)/250(uA)计算。2、基于单片机的信号产生实验原理(1)、常用信号介绍实验将对常用信号和特性进行分析、研究。常用信号有：正弦波、方波、三角波、鋸齿波、指数信号等。1)、正弦信号：其表达式为f(t)=Ksin(cot+0),其信号的参数：振幅K、角频率(0、与初始相位0。2),方波信号：信号为周期为T，前T/2期间信号为正电平信号，后T/2期间信号为负电平信号。3)、三角波信号:/（,）=<2

8、z

9、T帅臺）（I中f）(周期为r)4)、锯齿脉冲[a（其他）（-a<

10、t<0）5)、指数信号：指数信号可表示为f(t)=Keat。对于不同的a取值，其波形表现为不同的形式。6)、