信卷積實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：電子信息與電氣工程學(xué)院班級(jí)：13 級(jí)電信1班學(xué)號(hào)：20131060104姓名： 李重陽實(shí)驗(yàn)三 信號(hào)卷積實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解卷積的概念及物理意義；2、通過實(shí)驗(yàn)的方法加深對(duì)卷積運(yùn)算的圖解方法及結(jié)果的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理說明卷積積分的物理意義是將信號(hào)分解為沖激信號(hào)之和，借助系統(tǒng)的沖激響應(yīng)， 求解系統(tǒng)對(duì)任意激勵(lì)信號(hào)的零狀態(tài)響應(yīng)。設(shè)系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)為x（t ），沖激響應(yīng)為 h（ t ），則系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)為 y t x t *h t = x t h t d 。1、兩個(gè)矩形脈沖信號(hào)的卷積過程兩信號(hào) x（t ）與 h（t ）都為矩形脈沖信號(hào)，如圖 3-1 所示。下面由圖解的方 法（圖

2、 3-1 ）給出兩個(gè)信號(hào)的卷積過程和結(jié)果，以便與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。圖 3-1 兩矩形脈沖的卷積積分的運(yùn)算過程與結(jié)果 2、矩形脈沖信號(hào)與鋸齒波信號(hào)的卷積信號(hào) f1 （t ）為矩形脈沖信號(hào)， f2 （t ）為鋸齒波信號(hào)，如圖 3-2 所示。根 據(jù)卷積積分的運(yùn)算方法得到fl （t ）和f2 （t ）的卷積積分結(jié)果f （t）,如圖3-2 （ c ）所示。圖 3-2 矩形脈沖信號(hào)與鋸齒脈沖信號(hào)的卷積積分的結(jié)果3、本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的卷積運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方法在本實(shí)驗(yàn)裝置中采用了 DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片，因此在處理模擬信號(hào)的卷積 積分運(yùn)算時(shí)， 是先通過 A/D 轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)， 利用所編寫的相 應(yīng)程序控制

3、DSP芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的卷積運(yùn)算，再把運(yùn)算結(jié)果通過D/A轉(zhuǎn)換為模 擬信號(hào)輸出。 結(jié)果與模擬信號(hào)的直接運(yùn)算結(jié)果是一致的。 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)逐步 和完全取代模擬信號(hào)處理系統(tǒng)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 圖 3-3 為信號(hào)卷積的 流程圖。圖 3-3 信號(hào)卷積的流程圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、檢測(cè)矩形脈沖信號(hào)的自卷積結(jié)果。用雙蹤示波器同時(shí)觀察輸入信號(hào)和卷積后的輸出信號(hào)，把輸入信號(hào)的幅度峰 峰值調(diào)節(jié)為4V,再調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的頻率或占空比使輸入信號(hào)的時(shí)間寬度滿足表 中的要求，觀察輸出信號(hào)有何變化，判斷卷積的結(jié)果是否正確，并記錄表 3-1 。實(shí)驗(yàn)步驟如下： 將函數(shù)發(fā)生器的SW702置于“方波”上。 連接函數(shù)發(fā)生器H701

4、與數(shù)字濾波器的PB01,在TPB01上可觀察到輸入波 形。將示波器接在TPB01上觀測(cè)輸入波形，并調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器模塊上的頻率旋鈕 與幅度旋鈕，使信號(hào)頻率為1KHz幅度為4V。（注意：輸入波形的頻率幅度要在 H701與 PB01連接后，在TPB01上測(cè)試。） 將紅色撥動(dòng)開關(guān)SWB0倜整為“ 0001”。 按下復(fù)位鍵 S1。 將示波器的CH1接于TP901; CH2接于TP903可分別觀察到輸入信號(hào)的波 形與卷積后的輸出信號(hào)的波形。表3-1輸入信號(hào)卷積后的輸出信號(hào)輸入信號(hào)fl（t）輸出信號(hào)f2（t）輸出信號(hào)fl(t)*f2 (t)脈沖寬度（m91脈沖寬度（m90.5脈沖寬度（m90.25形應(yīng)一致，

5、最后在TP903 （卷積輸出測(cè)量點(diǎn)）上應(yīng)可觀測(cè)到一個(gè)三角波。2、信號(hào)與系統(tǒng)卷積實(shí)驗(yàn)原理及步驟： 同上（矩形脈沖信號(hào)自卷積實(shí)驗(yàn)） 同上（矩形脈沖信號(hào)自卷積實(shí)驗(yàn)） 將紅色撥動(dòng)開關(guān)SWB0倜整為“ 0010” 按下復(fù)位鍵S1。 將示波器的CH1接于TP901; CH2接于TP902,首先觀測(cè)兩個(gè)卷積信號(hào), TP901上測(cè)得的是激勵(lì)信號(hào)；TP902測(cè)得的是系統(tǒng)信號(hào)（本實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)信號(hào)用的 鋸齒波信號(hào)）。再用示波器的CH2測(cè)TP903可觀測(cè)到卷積后的輸出信號(hào)的波形。表3-2輸入信號(hào)和卷積后的輸出信號(hào)輸入信號(hào)f2（t）鋸齒波輸出信號(hào)fl （t）或f2（t）f1（t）脈沖寬度（ms）1脈沖寬度（ms）0.5脈沖寬度（ms）0.25四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、要求記錄各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫表3-1。2、按要求記錄各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫表 3-