信號與系統(tǒng)試驗(yàn)指導(dǎo)書擬稿

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信號與系統(tǒng)試驗(yàn)指導(dǎo)書

信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院高寶建

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試驗(yàn)課程說明

信號與線性系統(tǒng)分析課程一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程在課程體系中擔(dān)負(fù)著承上啟下的作用，它是進(jìn)一步學(xué)習(xí)“數(shù)字信號處理〞、“通信原理〞、“隨機(jī)過程〞等課程的基礎(chǔ)。該課程理論性較強(qiáng)、內(nèi)容比較抽象，加強(qiáng)試驗(yàn)環(huán)節(jié)有助于學(xué)生對該部分內(nèi)容的理解，驗(yàn)證和穩(wěn)定所學(xué)的理論知識(shí)，把抽象的內(nèi)容形象化。

信號與線性系統(tǒng)分析試驗(yàn)課是理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。通過本試驗(yàn)課使學(xué)生在穩(wěn)定和加深信號與系統(tǒng)理論基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，熟練使用相關(guān)的測量儀器，理解確知信號通過線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域、頻域分析方法；學(xué)會(huì)利用MATLAB中“信號處理〞工具箱以及MATLAB圖形用戶接口來顯示信號分析與處理的動(dòng)態(tài)仿真過程，從而了解確知信號的時(shí)域、頻域的描述方法及其相互之間的關(guān)系。通過學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)，達(dá)到理解系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用達(dá)到穩(wěn)定所學(xué)理論知識(shí)的目的。

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試驗(yàn)內(nèi)容

操作部分

試驗(yàn)一：熟悉儀器

（信號波形的觀測和測試）

試驗(yàn)二：頻譜觀測

試驗(yàn)三：信號波形合成試驗(yàn)電路

仿真部分

試驗(yàn)四：MATLAB編程初步試驗(yàn)五：沖激響應(yīng)試驗(yàn)試驗(yàn)六：連續(xù)信號的傅立葉變換試驗(yàn)七：采樣定理

試驗(yàn)八：連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析

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試驗(yàn)一信號波形的觀測和測試

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)習(xí)示波器、信號發(fā)生器和頻譜分析儀的使用方法。2．學(xué)會(huì)用示波器測量信號的周期和頻率。

3．學(xué)會(huì)用示波器測量,直流信號,正弦交流信號的疊加。二、試驗(yàn)原理

1．直流,正弦交流,三角波，方波是常用的電信號,可由直流穩(wěn)壓電源,函數(shù)發(fā)生器提供,如下圖1-1所示,這些波形都能用示波器進(jìn)行觀測。

圖1-1用示波器觀測波形

2．直流電的主要參數(shù)是幅度V或I,用萬用表測試最便利，但直流電壓的幅度也可用示波器測量。當(dāng)需要測定信號中直流分量時(shí),可將輸入耦合方式開關(guān)置“直流〞檔,這時(shí)僅顯示信號中的直流分量波形,從示波器Y軸就能讀出直流分量的幅度。

正弦交流電的主要參數(shù)是振幅(Vm,Im),周期T,頻率f,它們都可以用示波器進(jìn)行測定,從示波器Y軸(垂直)刻度尺可讀得被測波形的幅度,從X軸(水平)刻度尺可讀得被測波形的周期。

測試信號幅度的常用儀器有萬用表,晶體管毫伏表和示波器。但是用萬用表和毫伏表測交流電時(shí),讀數(shù)都是有效值,它們的測量對象,僅限于正弦交流電,測量誤差會(huì)受到信號的頻率和波形失真程度的影響。因此不要用萬用表和毫伏表去測量方波,三角波的幅度，除非對讀數(shù)進(jìn)行必要的修正。因此，在本次試驗(yàn)中選用示波器測量信號的幅值和頻率。

三、試驗(yàn)內(nèi)容

1、信號的產(chǎn)生

使用信號發(fā)生器產(chǎn)生幅度1-2V之間，頻率分別為100Hz,1500Hz,20kHz的正弦波，方波、三角波、鋸齒波信號。

2、信號的觀測及幅度的測定：

按圖1-2方式連接函數(shù)信號發(fā)生器,示波器。

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圖1-2信號的測量

a．要求調(diào)理示波器的VOLTS/DIV和SEC/DIV兩個(gè)調(diào)理按鈕，能夠在屏幕上觀測到一個(gè)或若干個(gè)完整波形,務(wù)必使圖形明了和穩(wěn)定。從Y軸刻度讀出被測信號幅度,同時(shí)從X軸讀出被測信號的頻率，讀出的結(jié)果填入表1-1中。

表1-1

100Hz1500Hz20KHz正弦波振幅（頻率）三角波振幅（頻率）鋸齒振幅（頻率）方波振幅（頻率）3．觀測帶偏置的正弦波信號的波形。

a.使用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)頻率為20KHz,幅度為1V，偏移量為1V的正弦波信號。b．用示波器觀測該信號,示波器偶合方式開關(guān)分別置〞直流〞和“交流〞，觀測并記錄信號的波形，分析產(chǎn)生該種現(xiàn)象的原因。四、試驗(yàn)設(shè)備

示波器一臺(tái)函數(shù)發(fā)生器一臺(tái)五、試驗(yàn)報(bào)告

1、簡述信號發(fā)生器產(chǎn)生頻率為1500Hz，幅度為2V的方波信號的步驟。2、歸納示波器使用要點(diǎn)及測量信號幅度，周期，頻率等參數(shù)的方法。

3、整理并比較“試