信号特性分析

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1、信号通过线性系统的特性分析一、实验冃的1、掌握无失真传输的概念及无失真传输的线性系统满足的条件2、分析无失真传输的线性系统输入、输出频谱特性，给出系统的频谱特性3、掌握系统幅频特性的测试及绘制方法二、实验原理通过频谱特性可以看出，在一般情况下线性系统的响应波形与激励波形是不同的，即：信号在通过线性系统传输的过程中产生了失真。线性系统引起的信号失真是由两方面的因素造成的，一是系统对信号中各频率分量的幅度产牛不同程度的衰减，使响应各频率的分量的相对幅度产生变化，造成幅度失真；一是线性系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应各频率分量在时间轴上

2、的相对位置产生变化，造成相位失真。线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。对于非线性系统，由于其非线性特性，对于传输信号产生非线性失真。非线性失真可能产生新的频率分量。如果信号在传输过程中不失真，则响应r(t)与激励e(t)波形相同，只是幅度大小或出现的时间不同。激励与响应的关系可表示为错误！未找到引用源。……(1)为了实现信号的无失真传输，线性系统应满足什么条件？由式(1)得错误！未找到引用源。……(2)设e(t)与r(t)的傅里叶变换分别是错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。，则错误！未找到引用源。……(3)比较式(2)与式(

3、3),在信号无失真传输时，系统的函数应为错误！未找到引用源。……(4)因此，为了实现任意信号通过线性系统不产生波形失真，该系统应满足以下两个理想条件。错误！未找到引用源。……(5)很显然，在传输有限频宽的信号时，上述的理想条件可以放宽，只要在信号占有信号范围内系统满足上述理想条件即可。三、实验内容1、在multisim±实现低通滤波器的输入、输出频谱的测量机分析。(1)绘制测量电路并做输入、输出信号的参数仿真(2)无失真传输线性系统输入、输出信号幅度频谱的仿真测量虚拟电压信号源设置参数为周期矩形信号，其中周期T=100,脉冲宽度,脉冲幅度=5V；

4、采用虚拟示波器测量滤波器输入、输岀信号的时域波形,波特仪测量线性系统传输特性的频谱图，并记录输出波形。(1)通过变化R、C参数，掌握其对滤波器传输特性的影响=218G,=9.6nF,=217G,=9.6nF,测试系统传输特性频谱图牛

5、10.124kHz500m_±2、无失真传输线性系统的设计、装配与调试(1)电路的焊接按仿真电路的给定的元器件参数在万能板上进行焊接，注意板面的布局、器件的分布及极性、走线的合理等问题。(2)电路的电气检查先对焊接后的电路进行短路检査，无短路现象方可上电调试。(3)信号的测量信号发生器的输出信号接入至调试电路的输入端

6、，设置参数为周期矩形信号，其中周期T-100,脉冲宽度，脉冲幅度-5V；采用示波器测量滤波器输入、输出信号的时域波形，选频电平表测量待调试的系统输入、输出信号的频谱，并记录实验数据。(1)通过变化R、C参数，掌握其对滤波器传输特性的影响=2180,=9.7nF,=2170,=9.6nF,测试系统传输特性频谱图kff2f3f4f5f6f7f8f9flOff(kHz)10.3120.1930.6640.6950.4960.8270.4680.3190.25100.35Ui(V)3.671.130.760.920.010330.610.310.280.

7、390.01274f(kHz)10.4520.2030.8740.5850.6160.1570.6380.2790.91100.72UO(V)1.820.580.380.480.005490.320.170.150.220.00597数据分析U/V41输入输出信号电压的幅度频谱0.80.60.40.2-0.0-°102030405060708090100110f/kHz四、实验总结由系统传输函数的幅频特性曲线中可以观察到，曲线在0.5处上下波动。而理想的线性传输系统中H(jco)=R2/(R]+R2)=0.5,所以该系统满足无失真传输条件。