[工学]信号与系统实验指导书

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1、第一章功能模块操作说明实验一函数信号发生器一、实验目的1、了解函数信号发生器的操作方法。2、了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。3、熟悉信号与系统实验箱信号产生的方法。二、实验内容1、用示波器观察输出的三种波形。2、调其中电位器、拨位开关，观察三种波形的变化，了解其中的一些极限值。3、熟悉其中的极限值，便于后面的实验，因为信号源是后面用的最多的。三、预备知识阅读原理说明部分有关ICL8038的资料，熟悉管脚的排列及其功能。四、实验仪器1、20M双踪示波器一台。2、信号与系统实验箱一台。五、实验原理1、ICL

2、80381是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图1-1-1所示。它由恒流源I1和I2、电压比较器A和B、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。图1-1-1ICL8038的内部结构54外接电容C由两个恒流源充电和放电，电压比较器A、B的阀值分别为电源电压值()的2/3和1/3。恒流源和的大小可通过外接电阻调节，但必须。当触发器的输出为低电平时，恒流源断开，恒流源给C充电，它的两端电压VC随时间线性上升，当VC达到电源电压的2/3时，电压比较器A的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高电平，恒流源C接通，由于(设

3、)，恒流源将电流2加到C上反充电，相当于C由一个净电流I放电，C两端的电压VC又转为直线下降。当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器B的输出电压发生跳变，使触发器的输出由高电平跳变为原来的低电平，恒流源断开，再给C充电，…如此周而复始，产生振荡。若调整电路，使，则触发器输出为方波，经反相缓冲器由管脚⑨输出方波信号。C上的电压Vc上升与下降时间相等时为三角波，经电压跟随器从管脚③输出三角波信号。将三角波变成正弦波是经过一个非线性的变换网络(正弦波变换器)而得以实现，在这个非线性网络中，当三角波电位向两端顶点摆动时，网络提

4、供的交流通路阻抗会减小，这样就使三角波的两端变为平滑的正弦波，从管脚②输出。2、ICL8038管脚功能图图1-1-2ICL8038管脚图　543、实验电路如图1-1-3所示：图1-1-3ICL8038实验电原理图六、实验步骤1、接上电源线，按下船形开关、电源开关及该模块电源开关S3，使其“输出”为方波，通过调整电位器“占空比调节”，使方波的占空比达到50%。(注：“波形选择”开关用于选择“方波”、“三角波”、“正弦波”；而“频率选择”开关用于选择频率的“低”、“中”、“高”；另外“频率调节”大电位器可调节频率，“幅度调节

5、”大电位器可调节幅度)2、保持方波的占空比为50%不变，“波形选择”开关选择“正弦波”，观察波形是否失真（用于调节失真度的电位器放在PCB的反面，已经调好）。3、改变外接电容C的值(这里通过“频段选择”选择“低”、“中”、“高”)，观测三种输出波形，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？（如这三种电容之间是10倍的关系，那么所对应的输出信号是否也是十倍关系？）4、调节电位器“占空比调节”，分别观测三种输出波形（波形选择上面已介绍），有何结论？（如影响方波的占空比，那么对正弦波和三角波有何影响呢？）5

6、、调节“频率调节”旋扭，记录下函数发生器输出的最高和最低频率（注意配合“频率选择”档）；再调节“幅度调节”旋扭，记录下函数发生器输出的最大和最小幅度。6、如有失真度测试仪，则测出外接电容C分别为0.1µF，0.01µf和0.001µF时的正弦波失真系数r值(一般要求该值小于3%)。54七、实验报告1、分别画出0.1µF，0.01µf和0.001µF时所观测到的方波，三角波和正弦波的波形图，从中得出什么结论。2、列表整理C取不同值时三种波形的频率和幅度值。3、调整函数信号发生器的心得、体会。八、实验测试点说明1、测试点分别

7、为：“输出”（孔和测试钩）：输出的信号可以从这点进行测量。“GND”：与实验箱的地相连。2、调节点分别为：“S3”：此模块的电源开关。“频率调节”：用于调节输出信号的频率。“幅度调节”：用于调节输出信号的幅度。“占空比调节”：用于调节方波输出的占空比。54实验二数字式交流毫伏表一、实验目的1、了解交流毫伏表的操作方法。2、了解交流毫伏表的工作原理。3、了解电压表的交流特性。4、了解真有效值的交直电平转换特性，根据测量信号幅度的有效值，用数码管进行观察。5、了解用交流电压表并辅以其它仪器如频率计等绘制滤波器的频谱特性图。二

8、、实验内容1、测量信号幅度的有效值，用数码管进行观察。2、测量不同的幅度的信号，采用不同的档位。3、可以测试本实验箱中交流信号的幅度，主要应用到“点频法测滤波器的特性”中。三、实验仪器1、20M双踪示波器一台。2、信号与系统实验箱。四、实验原理由于平均值转换器的精度不是很高，所以近代高精度DMM很少再采用这种技术，而