电子科大-信号与系统-硬件实验2013.docx

电子科技大学 ****学院 标 准 实 验 报 告 （实验）课程名称： 信号与系统 电子科技大学教务处制表  电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名： 学 号：2012。。。 指导教师： 一、实验室名称：信号与系统实验室 二、实验项目名称：连续周期信号的分解与合成 三、实验原理： 连续周期信号展开为傅立叶级数：， ，为基波频率，为周期。 傅立叶级数的系数称为频谱。，称为幅度频谱。 傅立叶级数表示连续周期信号分解为直流与基波、第2~5次谐波成分等相加。 四、实验目的： 目的：让学生感受和理解连续信号的分解、合成和谱分析。 任务： 1、记录实验中观察到的波形和频谱。 2、分析观察结果，并与理论结果作比较。 五、实验内容： 实验内容（一）、占空比为12.5%周期方波信号的分解与合成 实验内容（二）、占空比为50%周期方波信号的分解与合成 六、实验器材（设备、元器件）： 数字信号处理实验箱、信号与系统实验板的加法指示模块U32、PC机端信号与系统实验软件、＋5V电源 七、实验步骤： 实验内容（一）、占空比为12.5%周期方波信号的分解与合成 信号选择：按实验箱键盘“2”选择“方波”，再按“＋、－”设置方波频率为“600Hz”；按F2键把占空比设为：12.5%。 点击SSP软件界面上的按钮，可以观察到如图3.2-2所示波形。 记录并描绘观察到的波形和频谱（线性尺度）。读出并记录直流和前5次谐波谱幅度值。 信号与系统实验板的加法指示模块U32的按钮1~5分别代表直流与基波、第2~5次谐波成分等相加；按下第n个按钮，就可观察到直流与第n次谐波相加的时间波形及频谱；同时按下多个按钮，就可观察到直流与各按钮所代表的谐波相加的时间波形及频谱。按下相应按钮后，点击SSP软件界面上的按钮，再点击按钮，就可以观察到如图3.2-3～3.2-7所示合成波形。 记录并描绘观察到的波形和频谱（线性尺度）。 实验内容（二）、占空比为50%周期方波信号的分解与合成 1、信号选择：按实验箱键盘“2”选择“方波”，再按“＋、－”设置方波频率为“1kHz”；按F2键把占空比设为：50%。 2、点击SSP软件界面上的按钮，记???并描绘观察到的波形和频谱（线性尺度）。读出并记录直流和前5次谐波谱幅度值。 3、重复实验内容（一）的实验步骤3，记录并描绘观察到的波形和频谱（线性尺度）。 八、实验数据及结果分析： 记录并描绘观察到的波形和频谱。求出周期方波信号的幅度谱表达式，当占空比为12.5%、50%时，将观测得到的波形和频谱与理论上波形和频谱对比。各自频谱有何异同之处？若将周期方波信号的周期增大（频率减小，如200Hz），频谱有何变化？ 答：第一， 第二，相同之处：都含有 HYPERLINK /search?word=%E5%9F%BA%E6%B3%A2fr=qb_search_expie=utf8 \t _blank 基波与高次谐波分量；不同之处：方波的奇次谐波的含量高； HYPERLINK /search?word=%E7%9F%A9%E5%BD%A2%E6%B3%A2fr=qb_search_expie=utf8 \t _blank 矩形波的偶次 HYPERLINK /search?word=%E8%B0%90%E6%B3%A2%E5%90%AB%E9%87%8Ffr=qb_search_expie=utf8 \t _blank 谐波含量高，且占空比越偏离0.5偶次 HYPERLINK /search?word=%E8%B0%90%E6%B3%A2%E5%90%AB%E9%87%8Ffr=qb_search_expie=utf8 \t _blank 谐波含量越高 第三，周期变大，谱线变密 占空比为12.5%情况： （一次谐波分量） (五次谐波分量) （直流分量与前三次谐波合成后的输出波形） （直流分量与前五次谐波合成后的输出波形） 占空比为50%情况： （一次谐波分量） （二次谐波分量） （三次谐波分量） （四次谐波分量） （五次谐波分量） （合成波形） 九、实验结论： 连续周期信号展开为傅立叶级数：，根据傅里叶级数我们可以对连续周期信号进行分解和合成，如分解为直流与基波、第2~5次谐波成分等 十、总结及心得体会： 通过本次试验更形象的感受和理解了利用傅里叶级数连续信号的分解、合成和谱分析的过程和方法。 十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议： 报告评分： 指导教师签字：  电 子 科 技 大 学 实 验