信号与系统实验指导书2010

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1、信号与系统实验指导书信号与系统实验指导书赵磊编写昆明理工大学理学院电子信息实验室2009年12月第１页信号与系统实验指导书第１页信号与系统实验指导书目录第一部分实验箱实验实验箱整体布局２实验一函数信号发生器２实验二单片机低频信号发生器６实验三频率计９实验四扫频源１１实验五信号的分解与合成１５实验六抽样定理１７实验七无源和有源滤波器１９实验八四阶巴特沃斯滤波器２５第二部分上机实验实验一连续时间信号的时域分析２７实验二连续时间信号的卷积３１实验三连续时间周期信号的傅里叶级数３４实验四连续时间系统的时域分析３７实验五连续时间系统的

2、频域分析４０实验六连续时间系统的复频域分析４２实验七设计性实验４６第１页信号与系统实验指导书第一部分实验箱实验实验箱整体布局二阶有源和无源滤波器模块峰值检波器频率计模块毫伏表模块四阶巴特沃斯滤波器模块扫频源模块二阶网络函数模拟模块方波分解与合成模块函数信号发生器模块单片机低频信号发生器模块二阶网络状态轨迹显示模块抽样定理模块图1众友ZYE1701C2型信号与系统实验箱整体布局第４６页信号与系统实验指导书实验一函数信号发生器一、实验目的：1、了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。2、熟悉由该模块产生信号的方法3、熟

3、悉示波器的使用方法。二、实验仪器：1、信号与系统实验箱。2、20M双踪示波器一台。三、原理与模块简介：1、ICL8038产生信号的原理：ICL8038是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图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1-1ICL8038原理方框图外接电容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(VCC+VEE)的2/3和1/3。恒流源I1和I2的大小可通过外接电阻调节，但必须I2>I1。当触发器的输出为低电平时，恒流源I2断开，恒流源

4、I1给C充电，它的两端电压Uc随时间线性上升，当Uc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I2接通，由于I2>I1（设I2=2I1），恒流源I2将电流2I1加到C上反充电，相当于一个净电流I放电，C两端的电压Uc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I2断开，I1再给C充电，…第４６页信号与系统实验指导书如此周而复始，产生振荡。若调整电路，使I2=2I1，则触发器输出为方波，经反相缓

5、冲器由管脚⑨输出方波信号。C上的电压Uc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，网络提供的交流通路阻抗会减小，这样就使三角波变为平滑的正弦波，从管脚②输出。如图1-2所示。ICL8038141312正弦波失真度调整11-V10外接电容9方波输出8调频电压输入端正弦波失真度调整1正弦波输出2三角波输出3占空比调整4频率调整5+VCC6调频偏置电压7图1-2ICL8038管脚图2、该

6、模块的结构框图如图1-3所示：图1-3函数信号发生器结构框图3、该模块面板结构图如图1-4所示：输出端TP301输出端GND31“频率调节”旋钮接地端GND31电源指示灯L3该模块开关S3“幅度调节”旋钮“频率选择”档K301“波形选择”档K302W302W303W305第４６页信号与系统实验指导书图1-4函数信号发生器模块面板结构图“波形选择”档K302的跳线连接1-2脚时输出方波，连接2-3脚或3-4脚时输出三角波，连接4-5脚时输出正弦波；“频率选择”档K301的跳线连接1-2脚时输出波形频率最小，连接2-3脚或3-4

7、脚时频率适中，连接4-5脚时输出波形频率最大；“频率调节”旋钮可微调频率，“幅度调节”旋钮可微调幅度，W302用于调节方波的占空比，W303用于调节正弦波的失真度，W305用于幅度粗调。四、实验内容及步骤：1、接好实验箱电源，按下船形开关，总电源开关及该模块电源开关S3。2、用短路器连接“波形选择”档（K302）的1-2脚，将输出端TP301与示波器连接好，观察输出波形。调整电位器W302和W305，观察输出波形的变化。再将“频率选择”档（K301）的跳线依次连接1-2脚、2-3脚和4-5脚，观察波形的变化。3、保持方波的占

8、空比为50%，用短路器连接“波形选择”档（K302）的4-5脚，用示波器观察输出端波形，调整电位器W303，使正弦波不产生明显失真。4、用短路器连接“波形选择”档（K302）的2-3脚，选择不同的“频率选择”档（K301），配合“频率调节”旋钮，记录函数信号发生器输出的最低和最高频率；将“