实验四信号的分解与合成

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1、实验四信号的分解与合成一.实验目的1.分析典型的周期矩形脉冲信号，了解它的谐波分量构成。2.进一步掌握用傅里叶级数进行谐波分析的方法。3.理解谐波的幅度和相位对合成波形的影响。二.实验原理1.周期信号的频谱2.周期信号频谱的特点3.周期矩形脉冲信号频谱的特点三.实验仪器及材料1、双踪示波器1台2、信号与系统实验箱1台3、函数信号发生器1台四.实验内容和步骤1.周期矩形脉冲信号的分解2.周期矩形脉冲信号的合成1.周期矩形脉冲信号的分解此实验中，首先应把拨动开关SW601调整为“0100”状态，并在需要时按下

2、复位键开关S601。1、连接信号源输出端与“主机接口与二次开发区”模块上的P401。2、调节信号源，使TP409处的信号是频率约为500Hz，峰峰值为6V左右的方波。3、断开开关S401—S408，即拨至“OFF”。4、用示波器分别观察测试点“TP401～TP407”输出的一次谐波至七次谐波的波形及TP408处输出的七次以上谐波的波形。（分析为何偶次谐波的幅度都趋于0）5.根据表4-1、表4-2、表4-3改变输入信号参数进行实验，并记录实验结果。表4-1的矩形脉冲信号的频谱VPP=3V谐波频率1f2f3f4

3、f5f6f7f8f以上理论值电压峰峰值测量值电压峰峰值，T=2.周期矩形脉冲信号的合成（1）谐波的幅度对合成波形的影响此实验中，首先应把拨动开关SW601调整为“0101”状态，并在需要时按下复位键开关S601。1、连接信号源输出端与“主机接口与二次开发区”模块上的P401。2、调节信号源，使TP409处的信号是频率约为500Hz，峰峰值为4V左右的方波（占空比调为50%）。3、用示波器观察测试点“TP401~TP408”处各次谐波以及高次谐波的波形（应与信号分解的各次波形相同，若谐波有失真，请调节信号源的

4、幅度）。4、示波器接TP408，把开关S401~S407拨至“OFF”,S408拨至“ON”,观察基波的波形，并与TP401处信号进行比较。5、把开关S401~S406拨至“OFF”,S407与S408拨至“ON”，在TP408处观察一次与二次谐波的合成波形（由于方波分解后偶次谐波都为零，合成后应仍是基波的波形）。6、依此类推，按表4-4调节开关S401~S408，观察各波形的合成情况，并记录实验结果。（选做）（2）谐波的相位对合成波形的影响1、连接信号源输出端与“主机接口与二次开发区”模块上的P401。

5、2、调节信号源上相应的旋钮，使TP409处的信号是频率约为500Hz，峰峰值为4V左右的方波（占空比调为50%）。3、将SW601置于“0110”，关闭开关S401—S408。4、按下复位键开关S601，复位DSP，运行相位对信号合成影响程序。5、用示波器的一个通道测基波输出点TP401、另一个通道测TP403，比较两波形的相位。6、闭合开关S408和S406，在TP408上用示波器观测相移后一次和三次谐波的叠加波形。7、把示波器的通道1和通道2分别接到TP401和TP403上，设置示波器为叠加模式，观察叠

6、加的波形。8、依次闭合开关S408-S401，在TP408观测相应相移后各次谐波合成的信号。五.实验报告要求1、按要求记录各实验数据，填写表4-1、表4-2和表4-3。2、描绘三种被测信号的幅度频谱，比较实验结果，分析脉冲宽度的增大或减小对信号频谱的影响。3、根据测量结果，画图填写表4-4。4、以周期矩形脉冲信号为例，总结周期信号的分解与合成原理。