信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、 硬件實(shí)驗(yàn)I 實(shí)驗(yàn)一 連續(xù)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：連續(xù)系統(tǒng)的幅頻特性測(cè)量二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)：目的：使學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的頻率特性有深入了解。任務(wù)：記錄不同頻率正弦波通過低通、帶通濾波器的響應(yīng)波形，測(cè)量其幅度，擬合出頻率響應(yīng)的幅度特性；分析兩個(gè)濾波器的截止頻率。三、實(shí)驗(yàn)原理：正弦波信號(hào)輸入連續(xù)LTI系統(tǒng)，輸出仍為正弦波信號(hào)。 圖3.3-1信號(hào)輸入連續(xù)LTI系統(tǒng)圖3.3-1中，)通過測(cè)量輸入、輸出的正弦波信號(hào)幅度，計(jì)算輸入、輸出的正弦波信號(hào)幅度比值，可以得到系統(tǒng)的幅頻特性在處的測(cè)量值。改變可以測(cè)出不同頻率處的系統(tǒng)幅頻特性。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容打開PC機(jī)端軟件SSP.EXE，在

2、下拉菜單“實(shí)驗(yàn)選擇”中選擇“實(shí)驗(yàn)三”；使用串口電纜連接計(jì)算機(jī)串口和實(shí)驗(yàn)箱串口，打開實(shí)驗(yàn)箱電源。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）、低通濾波器的幅頻特性測(cè)量1 實(shí)驗(yàn)部分截圖如下：f=0.1KHzf=0.6KHzf=3.4KHz f=5.0KHz2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：頻率（kHz）0.10.20.61.01.41.82.22.63.03.43.84.24.65.0輸入幅度（v）1.901.881.881.881.881.881.881.881.881.881.881.881.881.88輸出幅度（v）1.401.411.381.351.341281.201.140.990.870.690.580.500.42輸出/輸入幅

3、度比值H0.740.750.730720.720.680.640.600.530.460.360.310.270.223 幅頻特顯曲線是：顯然該濾波器是低通的；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（二）、帶通濾波器的幅頻特性測(cè)量1 電路的連接：2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格：f0.10.20.61.01.41.82.22.63.03.43.84.24.65.0輸入幅度（v）1.911.901.891.891.891.911.891.891.891.901.881.851.901.91輸出幅度（v）0.380.380.871.661.661.551.401.251.110.940.710.600.500.39輸出/輸入幅度比值H0.

4、20.20.460.890.890.810.740.660.590.490.380.320.260.20由表格數(shù)據(jù)知該濾波器是帶通濾波器。五實(shí)驗(yàn)分析 顯然，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一是低通濾波器，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二是帶通濾波器；低通濾波器的基本結(jié)構(gòu)： 高通濾波器的基本結(jié)構(gòu)：帶通濾波器的基本結(jié)構(gòu)是：顯然是低通濾波器與高通濾波器的串聯(lián)，故上述實(shí)驗(yàn)的串聯(lián)方法將得到帶通濾波器。 II實(shí)驗(yàn)二 連續(xù)信號(hào)的采樣和恢復(fù)一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：連續(xù)信號(hào)的采樣和恢復(fù)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)目的：1、使學(xué)生通過采樣保持電路理解采樣原理。2、 使學(xué)生理解采樣信號(hào)的恢復(fù)。任務(wù)：記錄觀察到的波形與頻譜；從理論上分析實(shí)驗(yàn)中信號(hào)的采樣保持與恢復(fù)的波形與頻譜，并

5、與觀察結(jié)果比較。三、實(shí)驗(yàn)原理： 實(shí)際采樣和恢復(fù)系統(tǒng)如圖3.6-1所示?？梢宰C明，奈奎斯特采樣定理仍然成立。圖3.6-1 實(shí)際采樣和恢復(fù)系統(tǒng)采樣脈沖：其中，。采樣后的信號(hào)：當(dāng)采樣頻率大于信號(hào)最高頻率兩倍，可以用低通濾波器由采樣后的信號(hào)恢復(fù)原始信號(hào)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）、采樣定理驗(yàn)證2.6kHz正弦波（原始波形）10kHz采樣的輸出信號(hào)用3kHz低通濾波器恢復(fù)波形實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（二）、采樣產(chǎn)生頻譜交迭的驗(yàn)證2.6kHz正弦波（原始波形）5kHz采樣的輸出信號(hào)用3kHz低通濾波器恢復(fù)波形五、實(shí)驗(yàn)分析（1）畫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）的原理方框圖和各信號(hào)頻譜，說明為什么實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）的輸出信號(hào)恢復(fù)了輸入信號(hào)？（

6、2）畫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（二）的方框圖，解釋與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）有何不同之處？ （3）如果改變實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（二）的3kHz恢復(fù)低通濾波器為截止頻率為5kHz的低通濾波器（U22），系統(tǒng)的輸出信號(hào)有何變化？*實(shí)驗(yàn)三 連續(xù)周期信號(hào)的分解與合成一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：連續(xù)周期信號(hào)的分解與合成二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)：目的：讓學(xué)生感受和理解連續(xù)信號(hào)的分解、合成和譜分析。任務(wù)： 1、記錄實(shí)驗(yàn)中觀察到的波形和頻譜。2、析觀察結(jié)果，并與理論結(jié)果作比較。三、實(shí)驗(yàn)原理：連續(xù)周期信號(hào)展開為傅立葉級(jí)數(shù)：，為基波頻率，為周期。傅立葉級(jí)數(shù)的系數(shù)稱為頻譜。，稱為幅度頻譜。傅立葉級(jí)數(shù)表示連續(xù)周期信號(hào)分解為直流與基波、第25次諧波成分等相加。四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

7、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）占空比為12.5%周期方波信號(hào)的分解與合成（一次諧波分量）/(五次諧波分量)（直流分量與前三次諧波合成后的輸出波形）（直流分量與前五次諧波合成后的輸出波形）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（二）、占空比為50%周期方波信號(hào)的分解與合成（一次諧波分量）（二次諧波分量）（三次諧波分量）（四次諧波分量）（五次諧波分量）（合成波形）五實(shí)驗(yàn)分析（1）求出周期方波信號(hào)的幅度譜表達(dá)式，當(dāng)占空比為12.5%、50%時(shí)，各自頻譜有何異同之處？1. 在 內(nèi)畫出下面每一個(gè)信號(hào)：確定每個(gè)信號(hào)的基波周期是多少？（2）若將周期方波信號(hào)的周期增大（頻率減小，如200Hz），頻譜有何變化？二軟件部分1. 在內(nèi)畫出下面每一個(gè)信號(hào)輸出信是：X3nX2nX1n2.第3題（卷積計(jì)算）而解析法得到的結(jié)果是：0,n=0;1,n=1,3,n=2;6,n=3;10,n=4;15,n=5,15,n=6,14,n=712,n=8;9,n=9;5,n=10;l136101515141295yn=這與仿真的結(jié)果顯然是相符的！3. 5. xn是基波周期N=32的周期信號(hào)，在0n31內(nèi)表示為a. 定義向量x=1 1 zeros(1,30)，用fft求系數(shù)a，并畫出系數(shù)的實(shí)部和虛部b. 用if