实验四周期信号的频谱测试(硬件实验)

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秦昌大学实淦板去学生姓名：周倩文学号：6301712010班级：通位121实验类型：口验证口综合■设计口创新实验日期：4月30闩实验成绩：实验7AJ期信号的频谱测试图卜1(a)正弦波信号<一、实验目的：1、掌握周期信号频谱的测试方法；2、丫解典型信号频谱的特点，建立典型信号的波形与频谱之间的关系。二、实验原理及方法：1、信号的频谱可分为幅度谱、相位谱和功率谱，分别是将信号的基波和各次谐波的振幅、相位和功率按频率的高低依次排列而成的图形。2、周期连续时间信号的频谱具有离散性、谐波性、收敛性三个特点。例如正弦波、周期矩形脉冲、三角波的幅度谱分别如图1-1,1-2,1-3所示：图卜1(b)相应的幅度谱•拳鲁拳1a2叫3叫4叫5叫 Ht)Kit(0(tlct3^4^5(1^6(1^7co}1-3（b）相应的幅度谱图l-2（a）周期矩形脉冲图l-2（b）相应的幅度谱因此，信号的频谱测试方法可用频谱分析仪直接测量亦可用逐点选频测W法进行测量。本实验使用GDS-802C型号的数字存储示波器直接测试幅度谱。用示波器直接测试，就是将其与EE1460C函数信号发生器连好。分别输入相应频率（重复频率）和幅度的正弦波，三角波和矩形波，此时示波器将显示按频率由低到高的各输入信号的谐波分量。GDS-802C数字存储示波器测频谱的方法，就是将MATH键按下，F1键选择FFT（快速傅立叶转换）功能可以将一个时域信号转换成频率构成，显示器出现一条红颜色的频谱扫描线。当示波器输入了不同信号的波形时就显示它们相应的频谱，参数的测量由调试水平（即频率）与垂直（即增益）游标获取，从而得到输入信号的频谱图。图1-4实验原理图三、实验设备：GDS-802C数字存储示波器和EE1640函数信号发生器/计数器.U!实验内容及步骤:1、测试正弦波的幅度频谱将信号源、示波器、按图1-4连接好；信号源CH1的输出波形调为正弦波，输出频率自选，输出信号幅度向选，并记录幅度与频率的参数.测出前五次谐波分:U:.将其数据填入表一。表一：正弦波前五次谐波的幅度谱f10002000300040005000Cn42.00000 2、测试三角波的幅度频谱在实验步骤1的基础上将信号源CH1的输出波形调为三角波(T)，频率自选，幅度自选.并记录幅度和周期的参数.测出前五次谐波分量。将测量数据填入表二。表二：三角波前五次谐波的幅度谱f10002000300040005000Cn41.8020.205.43、测试周期矩形脉冲的幅度频谱(1)将信号源的输出线接“脉冲”输出端，信号频率，幅度和脉宽自选，测出信号的前5次谐波分fi，填入表三.表三：周期矩形脉冲前五次谐波的幅度谱f10002000300040005000Cn43.837.0636.433.2431.0(2)改变脉冲宽度，周期与幅度不变，同上(1).填入表四.表四.f10002000300040005000Cn41.838.033.026.223.0(3)改变周期，脉宽与幅度不变，同上⑵.填入表五.表五.f8001500250030004000Cn42.238.233.426.223.4 五.根据实验数据表一至表五画出相应幅度频谱图f~cn。可以看到各类周期信号的频谱特性。x10正弦波的幅度频谱x10三角波的幅度频谱 403020100511.522.53x104周期矩形脉冲幅度频谱（改变脉冲宽度，周期与幅度不变）x10周期矩形脉冲幅度频谱（改变周期，脉宽与幅度不变） 周期矩形脉冲幅度频谱六.实验总结与思考通过此实验掌握了如何测量周期信号频谱的方法，并了解了周期信号的频谱特点。并且对示波器来观察周期信号的傅里叶变换各个功能的了解加深了，为以后的硬件实验打下基础。实验时，没有做到事先预习，在实验室花了较多的时间来进行预习。以后做实验前，时间允许，一定要做到事先进行预习实验，实验时冰能事半功倍。