工程测试技术实验指导书

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1、2011—2012（第二学期）测试技术实验指导书测试技术实验报告(第二学期)姓名：学号：专业：班级：实验指导教师：成绩：2013年262011—2012（第二学期）测试技术实验指导书实验一典型信号频谱分析一、实验目的1、在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的波形和频谱特征，并能够从信号频谱中读取所需的信息。2、了解信号频谱分析的基本方法及仪器设备。二、实验原理本实验利用在DRVI上搭建的频谱分析仪来对信号进行频谱分析。由虚拟信号发生器产生多种典型波形的电压信号，用频谱分析芯片对该信号进行频谱分析，得到信号的频谱特性数据。

2、分析结果用图形在计算机上显示出来，也可通过打印机打印出来。三、实验仪器和设备1.计算机                     n台2.DRVI快速可重组虚拟仪器平台  1套3.打印机                     1台四、实验步骤及内容1.启动服务器，运行DRVI主程序，开启DRVI数据采集仪电源，然后点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的"DRVI采集仪主卡检测"进行服务器和数据采集仪之间的注册。2.点击"实验脚本文件"的链接，将本实验的脚本文件贴入并运行，实验截屏效果图如图2所示。图1典型信号频

3、谱分析实验原理设计图262011—2012（第二学期）测试技术实验指导书图2典型信号频谱分析实验3.点击DRVI"典型信号频谱分析"实验中的"白噪声"按钮，产生白噪声信号，分析和观察白噪声信号波形和幅值谱特性。4.点击DRVI"典型信号频谱分析"实验中的"正弦波"按钮，产生正弦波信号，分析和观察正弦波信号波形和幅值谱特性。5.点击DRVI"典型信号频谱分析"实验中的"方波"按钮，产生方波信号，分析和观察方波信号波形和幅值谱特性。6.点击DRVI"典型信号频谱分析"实验中的"三角波"按钮，产生三角波信号，分析和观察三角波信号波形

4、和幅值谱特性。7.其余依此类推，分析和观察信号波形和幅值谱特性。一、实验分析白噪声信号频谱分析：白噪声的波形杂乱无章，幅值随时变化262011—2012（第二学期）测试技术实验指导书正弦波信号频谱分析：正弦波的波形呈正弦波形周期变化，幅值一定，在最高处。方波信号频谱分析：方波的波形呈矩形周期变化，幅值为定值并持续一段时间三角波频谱信号分析：三角波的波形呈三角形周期变化，幅值一定但出现在波形的三角形顶点处262011—2012（第二学期）测试技术实验指导书一、思考题1、为何白噪声信号对信号的波形干扰很大，但对信号的频谱影响很小？

5、答：由于白噪声的带宽无穷大，在整个频带上均匀分布的噪声，从频谱上看，只是把有用信号的频谱抬高了一点而已。而在时域上，白噪声是完全随机的信号，叠加到波形上后是信号的波形完全杂乱无章。2、在DRVI快速可重组平台上面搭建一个“频谱分析仪”需要采用哪些软件芯片？它们相互之间的关系怎样？答：在DRVI快速可重组平台上面搭建一个“频谱分析仪”需要采用的软件芯片有：发生器芯片、多联开关芯片、数字信号发生器芯片、开/关按钮芯片、频谱计算芯片、时域参数计算芯片、波形/频谱显示芯片、方形仪表芯片、波形/频谱曲线操作芯片、内存条芯片、文字显示芯片

6、、装饰芯片等。它们之间的关系可由下图说明262011—2012（第二学期）测试技术实验指导书实验二典型信号相关分析一.实验目的1.在理论学习的基础上，通过本实验加深对相关分析概念、性质、作用的理解。2.掌握用相关分析法测量信号中周期成分的方法。二.实验原理1.相关的基本概念相关是指客观事物变化量之间的相依关系，在统计学中是用相关系数来描述两个变量x，y之间的相关性的，即：式中ρxy是两个随机变量波动量之积的数学期望，称之为协方差或相关性，表征了x、y之间的关联程度；σx、σy分别为随机变量x、y的均方差，是随机变量波动量平方的

7、数学期望。2.相关函数如果所研究的随机变量x,y是与时间有关的函数，即x(t)与y(t)，这时可以引入一个与时间τ有关的量ρxy(τ)，称为相关系数，并有：式中假定x(t)、y(t)是不含直流分量(信号均值为零)的能量信号。分母部分是一个常量，分子部分是时移τ的函数，反映了二个信号在时移中的相关性，称为相关函数。因此相关函数定义为：或如果x(t)=y(t)，则称为自相关函数，即：若x(t)与y(t)为功率信号，则其相关函数为：262011—2012（第二学期）测试技术实验指导书计算时，令x(t)、y(t)二个信号之间产生时差τ

8、，再相乘和积分，就可以得到τ时刻二个信号的相关性。连续变化参数τ，就可以得到x(t)、y(t)的相关函数曲线。相关函数描述了两个信号或一个信号自身波形不同时刻的相关性（或相似程度），揭示了信号波形的结构特性，通过相关分析我们可以发现信号中许多有规律的东西。相关分析作为信号的时