工程测试技术实验指导书

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1、2014—2015（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。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         

2、            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典型信号频谱分析实验原理设计图102014—2015（第二学期）测试技术实验指导书图

3、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和幅值谱特性。7.其余依此类推，分析和观察信

4、号波形和幅值谱特性。一、实验报告要求1、简述实验目的和原理。2、整理该实验的设计原理图3、按实验步骤整理出正弦波、方波、三角波、白噪声以及其他波形的时域和幅值谱特性图形，说明各信号频谱的特点。4、将分析结果与理论分析进行对照，说明实际分析结果与理论分析之间的差异，并简要分析产生误差的原因。二、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？102014—2015（第二学期）测试技术实验指导书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

5、间的关系怎样？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数学期望。2.相关函数如果所研究的随机变量x,y

6、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：102014—2015（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，再相乘和积分，就

7、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域分析方法之一，为工程应用提供了重要信息，特别是对于在噪声背景下提取有用信息，更显示了它的实际应用价值。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       

8、              1台四．实验步骤1.点击“该实验脚本文件”，启动该实验。实验效果图如图所示。2.点击DRVI"典型信号相关分析"实验中的通道1的"白噪声"按钮，产生白噪声信号，然后点击通道2的"白噪声"、"正弦波"、"方波"、"三角波"等按钮，分析和观察上述波形与"白噪声"信号进行相关分析后的结果。3.点击DRVI"典型信号相关分析"实验中的通道1的"正弦波"按钮，产生正弦波信号，然后点击通道2的"白噪声"、"正弦波"、"方波"、"三角波"等按钮，分析和观察上述波形与"