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时间:2018-11-03
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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"
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