《信号与系统》实验指导书精简版.doc

实验一非正弦信号的谐波分解一、实验目的掌握利用傅氏级数进行谐波分析的方法。二、实验仪器 1、双踪示波器 2、 TPE —SS2 型实验箱三、实验原理一个非正弦周期波可以用一系列频率与之成整数倍的正弦波来表示。反过来说,也就是不同频率的正弦波可以合成一个非正弦周期波。这些正弦波叫做非正弦波的谐波分量,其中频率与之相同的成分称为基波或一次谐波。谐波分量的频率为基波的几倍,就称为几次谐波,其幅度将随着谐波次数的增加而减小,直到无穷小。波形所含有的谐波成分,按频率可分成两种不同的谐波。一种频率为基波的 1,3,5,7…..倍的谐波,称为奇次谐波;另一种频率为基波的 2, 4, 6, 8……倍的谐波,称为偶次谐波。有些信号中还存在一定的直流成分,可看成零频率的谐波分量,也属于偶次谐波。 m u 0 T t 方波 U u T/2 全波整流 t Um u 正弦脉冲波 0 t T/2T m u 0 T/2 U T t 锯齿波三角波 T T/2 U 0 u m T τ/2 T/2 t 0 正弦矩形 Um 半波 m u U 整流 t 0 T τ m u 0 T t 方波 U u T/2 全波整流 t Um u 正弦脉冲波 0 t T/2T m u 0 T/2 U T t 锯齿波三角波 T T/2 U 0 u m T τ/2 T/2 t 0 正弦矩形 Um 半波 m u U 整流 t 0 T τ1)方波))12 sin( 12 17 sin 7 15 sin 5 13 sin 3 1 (sin 4)(??????????????????tnn tttt utu m?????? 2)锯齿波) sin 13 sin 3 12 sin 2 1 sin ( 2)(??????????????????tnn ttt utu m?????实验电路的结构由一个 LPF 与七个 BPF 以及一个加法器组成。 LPF 为 fc 很低的低通滤波器,可以滤出非正弦周期波的直流分量。 BPF 1~ BPF 7 为中心频率为基频相应倍数的带通滤波器。四、实验内容 1 、将方波信号送到滤波器输入端,逐个测量滤波器输出的各谐波成分的频率和幅值,以及直流分量,并列表记录。 2、将锯齿波送到滤波器输入端,观察各次谐波的频率与幅值及直流分量, 并列表记录,看其与方波的区别。五、实验报告根据实验数据,在同一坐标纸上画出方波及分解后的基波和各次谐波波形,标明各次谐波(正弦波的最大值)。根据实验数据,在同一坐标纸上画出锯齿波及分解后的基波和各次谐波波形,标明各次谐波(正弦波的最大值)。实验二波形的合成一、实验目的 1、全面了解波形分解与合成的原理。 2、进一步掌握利用傅氏级数进行谐波分析的方法。二、实验仪器 1、双踪示波器 2、 TPE — SS2 型实验箱三、实验原理参照实验一。四、实验内容 1、将连接开关 K 0 ~K 7置于接地档,将锯齿波连接到信号输入端。 2、接通 DC 、基波、二次、三次谐波的开关 K 0、K 1、K 2、K 3, 使信号连接至加法器,同时观察锯齿波与加法器的输出波形。 3、接通 DC 、基波、二次、三次、四次和五次谐波的开关 K 0、 K 1、 K 2、 K 3, K 4,K 5,使信号连接至加法器,同时观察锯齿波与加法器的输出波形。 4、接通 DC 、基波、二次、三次、四次、五次、