【精品】用同时观察法观察50Hz非正弦周期.doc

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1、EASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY《信号与系统》实验题目：用同时观察法观察50Hz非正弦周期信号的分解与合成学生姓名：学号：专业：自动化学院：机械与电子工程学院指导教师：江二O年月一、实验目的1、用同时分析法观测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、实验任务1、做好预习，写出本实验中所给出的儿种50Hz非正弦波傅里叶分解式。2、按照实验要求记录波形的分解和合成过程中各项参数。3、做好理论分析，对比实验结果和理论结果，分析误差。三、实验设备1、信号

2、与系统实验箱：TKSS-A型TKSS・B型或TKSS-C型；2、双踪示波器。四、实验原理1、一个非正弦周期函数可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的2、3、4……n等倍数分别称二次、三次、四次、……n次谐波，其幅度将岁谐波次数的增加而减少，直至无穷小。2、不同频率的谐波可以合成一个费正弦周期波，反过來，一个费正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。3、一个费正弦周期波函数可用傅里叶级数来表示，技术各项Z间的关系可用一个个频谱来表示，不同的非正弦

3、波周期具有不同的频谱图，各种不同波形及傅里叶级数表达式见表2・1,方波谱图如图2・1表示图2-1表2-1各种不同波形的傅里叶级数表达式1、方波“(F)=°"川(sincot+—sin3cot+—sinScot+—sin1cotH)7i3572、三角波=丁(sin心_丄sin3心+—sinH)兀29253、半波氏(7)=2JAtv.11、二(1sincotcoscotcos4妙H)7T243154、全波4U1111、==(cos2aHcosCOS&3tH)兀2315355、矩形波TJl12Z7T13Z7T71实验装置的结构如2-2所示DC

4、〒cos曲+宁in〒cos2〃+于in〒cos3曲+…)图2-2信号分解与合成实验装置结构框图图屮LPF为低通滤波器，可分解岀非正弦函数的直流分量。BPF1〜BPF6为调谐在基波和齐次谐波上的带通滤波器，加法器用于信号的合成。五、实验内容及步骤按照实验要求从方波、三角波、半波、全波、矩形波中随便选择三种波形以上进行实验，而本小组则选了方波、三角波、矩形波进行实验。1、方波首先用示波器测岀方波的图形然后根抑我们的测量先将示波器接到信号分解实验模块BPF的LPF输入端，观察到示波器上没有显示波形，随后乂依次分別接BPF1〜BPF6.。但是示

5、波器上有显示波形的只有接在BPF1、BPF3、BPF5o以下依次为所测的图形：T诃dMPos:0.000$AUTOSEFt»»(»•■••(»<»1<>>1I»<<(<»••••»■■4■<■>••••・)4»4»I・i•••••■■■■ECH1墜»iT/rt3Ja•p亀▲■4:r.3,6.：■»flm.V•■■■■•、I5,00V^64001$?:频半196.8Hz?r：Hi10-May-1210:30832mV149,953HzTrigedMPosj0.000$:值・4M阖期teeoms?c帘

6、'臧"…一<<•1•4•<■<»>*-平频-••勺値■<■<:r.3.Q.•so.eb•ftmViz?•AUTOSETMIA■WdMfocOOOOsAUTOSH10-May-1210:30249,991Hr测得上述图形后，将输入端BPFl、BPF3、BPF5分别用导线连接起来再用示波器测加起来的波形，得到下而的波形：取消自1半均值:sa2m.Y:豹率5D.00H2.…儿亦?10-May-1210:3243.9374Hz2、三角波三角波的情形和方波的一样，所以下而的图形按照三角波、接输入端BPF1、BPF3、BPF5和接加法器时的五张图形

7、。Tek几Q"WdMPos:0000$AUTOSETMPos:0.000$TekA■JWAUTOSE［均射员值.瓯讪?J濒555.6Hz?:取消自动设置-?HrnV~CH12.00V10-May-1210:38<10Hzr••••ill幽值.320md•…嚼期woms?::±l.kA1A.r.A-1.3、矩形波测量的方法和方波、三角波的测量时一样的。但是矩形波在输人端BPF1〜BPF6在示波器上有波形。先是矩形波的图形：取消自丄.…「平均值沁徐:E频車臥呵10-May-121(MO…•…「禅设置aHz-T54mV50.0033Hz再是B

8、PF1〜BPF6的波形:TX960m$?CHi'fco(W…三平均値皿7赣率100.