【精品】信号与系统实验指导书11级A4

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1、实验1非正弦周期信号的分解与合成一、实验目的1.用同吋分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与其傅里叶级数各项的频率与系数作比较；2.观测基波和其谐波的合成。二、实验设备1.TKSS-D型信号与系统实验箱2.双踪慢扫描示波器1台三、实验原理1•任何电信号都是由各种不同频率、幅值和初相的正弦波迭加而成的。对于周期信号由它的傅里叶级数展开式可知，各次谐波的频率为基波频率的整数借。非止弦周期信号包含了从零到无穷大的所有频率成份，每一频率成份的幅值相对大小是不同的。将被测方波信号加到分別调谐于其基波和各奇次谐波频率的电路上。从每一带通滤波器的输出端町以用示波器观察到相应频率的止弦波

2、。本实验的结构图如图3-1所示，其中所用的被测信号是50Hz的方波。2.实验装置的结构图u(t)=tUm2UmTK12TJT1SinCoscot+—SinCos2wt+—Sin3tJlCos3®t+…T四、实验内容及步骤1.观测“非正弦周期信号的分解少合成”单元中的信号源，将其输出的50Hz方波信号接至信号分解实验模块的输入端。2.将BPF1〜BPF6的输出分别接至示波器，观测各次谐波的幅值，并列表记录。（需记录7个波形）3.将方波分解所得的基波、三次谐波分别接至加法器的相应输入端，观测加法器的输出波形，并记录之。4.在步骤3的基础上，再将五次谐波分量加到加法器的输入端，观测相

3、加后的合成波形，并记录Z。五、实验报告1.根据实验测量所得的数据，绘制信号源中方波信号波形，并画出英频谱图。2.根据实验测量所得的数据，在同一•处标纸上绘制方波分解后所得的基波和各次谐波的波形，并画出其频谱图。3.将实验步骤“3”所得的基波和三次谐波合成后的波形一同绘制在同一•处标纸上。4.将实验步骤“4”所得的基波、三次谐波、五次谐波合成的波形一同绘制在同一坐标纸上。六、实验思考题1.什么样的周期性函数没有直流分量和余弦项；1.分析理论合成的波形与实验观测到的合成波形之间误差产牛•的原因。实验2信号的无失真传输一、实验目的1.了解信号的无失真传输的基本原理；2.熟悉信号无失真

4、传输系统的结构与特性。二、实验设备1.TKSS-D型信号与系统实验箱2.双踪慢扫描示波器1台三、实验内容1.设计一个无源(或有源)的无失真传输系统；2.令幅值固定、频率可变化的正弦信号作为系统的输入信号，测量系统输出信号的幅值和相位。四、实验原理1.信号的无失真传输是指通过系统后输出信号的波形与输入信号的波形完全相同，只有幅值上的差界和产生一定的延迟时间，具有这种特性的系统称为无失真传输系统。令输入信号为X(t),则系统的输出为1.用示波器两个探头同时观察输入、输出信号的幅值和相位。六、实验报告1.画出信号无失真传输系统的模拟电路。2.依据观测数据，在同一坐标系下绘制三种不同频

5、率下输入、输出信号波形。七、实验思考题1.为什么输出信号波形与输入信号波形相同？2.分析无失真传输系统的结构特点,如果R1HR2、C2C2,则系统的

6、H（jo）

7、和炉（3）会产生什么变化？（5）直流稳压电源提供四路±5V,0.5A和±15V,0.5AH流稳压电源，每路均有短路保护自恢复功能，只要开启电源总开关，就冇相应的电压输出，并冇响应发光二极管指示。（6）非正弦多波形信号发生器提供50Hz半波、全波、方波、矩形波、三角波共五种波形，半波由交流电半波整流得到，全波山交流电全波整流得到，方波、矩形波由运放加外围器件构成，三角波是在方波的基础上加了-•个由运放和电容构成的积分环节

8、而得到。（7）阶跃信号发生器阶跃信号发生器主要为本实验箱提供单位阶跃信号而设计的。当钮子开关打到止输出吋，调节电位器RP1,“A”点输出为0〜5V连续可调的直流电压，按下白色的复位按钮，则“B”点输出为相应的0〜5V连续可调阶跃信号。钮了开关打到负输出时，调节电位器RP2,“A”点输出为0〜一5V连续可调的直流电压，按下白色的复位按钮，则“B”点输出为相应的0〜一5V的连续可调阶跃信号。（8）函数信号发生器本信号发生器由单片集成函数信号发生器ICL8038及外围电路、功率放大电路等组合而成。其输出频率范围为2啟〜150KHz,山“频段选择”开关（粗调分五档）和“频率调节”旋钮（

9、细调）进行调节。输出幅度峰峰值为0〜16Vp-p,由“幅度调节”旋钮进行细调。使用时，只要开启函数信号发生器分开关，信号源即进入工作状态。输出波形分正弦波、方波和三角波三种，由“波形选择”开关选择，输出阻抗为50Q,当负载电阻为50Q时,输出幅值为开路输出值的一半。（9）频率计本频率计是市单片机89C51和六位共阴极LED数码管设计而成的，具有输入阻抗大和灵敏度高的优点。其分辨率为1Hz,测频范围为1Hz〜10MHz,灵敏度为100mV,输入阻抗1MQ,闸门时间1秒。TKSS-D型信号与系统