信号系统实验讲义(完全稿)new

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1、前言“信号与系统”是无线电技术、电子工程、自动控制、信号图像处理、空间技术、生物医学工程等专业的一门重要的专业基础课，也是国内各院校相应专业的主干课程。当前，科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化，这要求高等院校培养的大学生，既要有坚实的理论基础，又要有严格的工程技术训练，不断提高实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。21世纪要求培养“创造型、开发型、应用型”人才，即要求培养智力高、能力强、素质好的人才。由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都非常重要，而且系统性、理论性很强，为此在学

2、习本课程时，开设必要的实验，对学生加深理解深入掌握基本理论和分析方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，以及使抽象的概念和理论形象化、具体化，对增强学习的兴趣有极大的好处，做好本课程的实验，是学好本课程的重要教学辅助环节。本实验系统共包括十一个模块，其中，前五个为功能模块，主要为其它信号系统基本实验模块服务；后六个为基本实验模块，基本上囊括了信号与系统几个主要方面的实验。功能模块可作为学生预习、熟悉本课程之用，并可增加学生的动手能力；基本实验模块则是本课程的重点，需学生认真做完每一个实验。在做完每个实验后，请务必写出详

3、细的实验报告，包括实验方法、实验过程和结果、心得和体会等。46--目录前言1目录1实验一信号与系统实验箱基本模块的使用1实验二用同时分析法观测方波信号的频谱（方波分解与合成）7实验三抽样定理13实验四二阶无源和有源滤波器17实验五四阶巴特沃斯滤波器24实验六二阶网络函数模拟26实验七二阶网络状态轨迹的显示30附录一实验箱整体布局及各模块框图35附录二函数信号发生器工作原理38附录三交流毫伏表工作原理41附录四单片机低频信号发生器工作原理42附录五扫频源工作原理4546--实验一信号与系统实验箱基本模块的使用一、实验目的

4、1、了解函数信号发生器、交流毫伏表、单片机低频信号发生器、扫描源、频率计等模块的工作原理和功能特点。2、熟练掌握上述模块的使用方法。二、实验仪器1、信号与系统实验箱。2、双踪示波器一台。三、实验原理1、函数信号发生器是一种产生不同频率不同幅度的方波、三角、正弦波等信号的电压源。其输出信号的频率和幅度（方波还可占空比调整，正弦波有失真度调整）在一定范围内连续可调，以根据要求为各种待测电路提供输入信号。函数信号发生器的工作原理参阅附录二。2、交流毫伏表用于测量正弦交流电压的有效值，测量值直接由数码管显示。该交流毫伏表采用真

5、有效值转换器，具有精度高、灵敏度高、使用方便等特点。交流毫伏表的工作原理参阅附录三。3、单片机低频信号发生器可产生频率较低的，频率在一定范围可调的正弦、三角、方波、锯齿波等低频信号，以及把数字信号转化为模拟信号以产生介于+5V―-5V之间的随机波形。其工作原理参阅附录四。4、扫描源是一种输出频率随时间在一定范围内反复扫描的正弦波信号发生器。使用它可以实现频率特性的自动或半自动测试，达到测试简便又快捷的目的。扫频信号源的作用是提供频率按一定规律变化的扫频信号，具备以下性能：频率—宽带线性扫频，寄生调频小，谐波含量底；功率

6、—输出大且输出口反射小，有良好的内稳幅和接受外稳幅的能力，漂移小；工作方式—有固定频率和扫频输出，扫速可调。扫描源的工作原理参阅附录五。5、频率计用来测量输入信号的频率，将测试的结果以数码管显示。具有测量精度高、灵敏度高、使用方便等特点。四、实验内容46--（一）函数信号发生器的使用1、按实验电路接好电源，按下交流开关、电源模块的两个开关及该模块电源开关S3，“波形选择”选择不同的档，用示波器观察输出波形的变化，画出对应的波形示意图。(注：“波形选择”档（K302）的跳线连接1-2脚时输出方波，连接2-3脚或3-4脚时

7、输出三角波，连接4-5脚时输出正弦波；而“频率选择”档（K301）连接1-2脚时输出波形频率最小，连接2-3脚或3-4脚时频率适中，而连接4-5脚时则输出波形频率最大；另外“频率调节”旋钮电位器可微调频率，“幅度调节”旋钮电位器可微调幅度,可调电阻W305可用于幅度粗调。)2、用短路器连接“波形选择”档的1-2脚选择，使其输出（TP301）为方波，通过调整电位器W302，使方波的占空比达到50%。保持方波的占空比为50%不变，再用短路器连接“波形选择”档的4-5脚，用示波器观测输出端（TP301）的波形，调整电位器W3

8、03和W305，使正弦波不产生明显的失真。3、保持其它旋钮不便，改变外接电容的值(在这里通过K301“频率选择”跳线来选择，连接K301的1-2脚时选中104的电容，连接2-3或3-4时选中103的电容，连接4-5时选中102的电容)，用示波器观测三种输出波形，完成下表，并比较此三种外接电容所测得的波形之间有何差异，可得出何结论？