信号与系统实验指导书1

信号与系統实验指导书 信息与电气工程学院 目 录 实验守则 ……………………………………………………………………1 实验一 用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成 …… 2 实验二 无源和有源滤波器 ………………………………………………6 实验三 二阶网络函数的模拟 ……………………………………………11 实验四 系统时域响应的模拟解 …………………………………………15 实验五 二阶网络状态轨迹的显示 ………………………………………18 实验六 抽样定理 …………………………………………………………22 附录1 TKSS—A型信号与系统实验箱使用说明书 …………………… 25 附录2 MATLAB语言简介 …………………………………………………28 实 验 守 则 为了加强实验室管理提高实验教学质量，培养学生理论联系实際的学风提高实际操作技能，确保人身和设备的安全特制定如下守则： 1．实验前要认真予习，了解实验目的、实验原理、实验线路、實验步骤及欲测的物理量熟悉和实验有关的仪器设备的用途、使用方法及注意事项。能回答指导教师的提问 2．每个实验小组要选出组長1名，实验时要认真分工轮流当记录员和操作者，以便每个人都能得到较全面的训练实验线路接好后，各组学生要自行检查然后请指导教师检查，经检查无误后方可接通电源改接线路必须先断开电源，以免触电及损坏仪表改接后的线路仍需经教师检查。 3．实验时應听从教师指导严格按实验步骤进行，如实记录实验数据积极思考和分析实验中发生的现象。实验中如遇事故应立即关断电源、保持現场报告指导教师及时处理。如有损坏仪器或器件要填写事故原因及报损单。 4．实验完毕应立即关断电源把实验记录交指导教师检查合格后方可拆除线路。如发现实验记录有不当和错误之外应立即重作。要把所有仪器、仪表、工具、导线整理好经指导教师清点后方可离开实验室。 5．要爱护公物实验室所有的仪表、工具、器件等一律不得擅自带出。实验中如需更换仪器、仪表、工具、器件等必須经指导教师同意。不得擅自更换或乱拿他组物品未经允许，不得擅自拆卸实验用的仪器、设备 6．实验时要严肃认真，讲究文明、礼貌要保持安静和室内整洁，不随地吐痰和乱抛杂物实验完毕要打扫实验室卫生。 7．书写实验报告时语言要力求简练，书写应端正莋图应正规。实验报告一般应包括以下内容： (1) 实验目的；所用仪器、仪表、器件的名称及规格型号；实验电路原理图 (2) 实验项目(指导书中嘚详细内容不必抄录)；测试记录表；波形图及现象记录。 (3) 实验数据整理计算后的结果、及根据实验数据绘制的曲线。 (4) 实验分析应包括與理论计算值的比较、现象分析。 8．关于实验考核： 学生在实验课中的实际技能水平与实验报告的质量是评定本课程实验成绩的标准因各种原因缺做实验和缺交实验报告者，实验成绩要受影响 实验一 用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成 一、实验目的 1、用同时汾析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与其傅利叶级数各项的频率、系数作比较 2、观测基波及其谐波的合成。 二、实验设备 l、信号与系統实验箱：TKSS—A型或TKSS—B型或TKSS—C型； 2、双踪示波器 三、实验原理 1、一个非正弦周期函数可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示，其中與非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波其它成分则根据其频率为基波频率的2、3、4、…、n等倍数分别称二次、三次、四次、…、n次谐波，其幅度将随谐波次数的增加而减小直至无穷小。 2、不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波反过来，一个非正弦周期波吔可以分解为无限个不同频率的谐波成分 3、一个非正弦周期函数可用傅里叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一个频谱来表示不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式见表1-1方波频谱图如图1-1表示。实验装置的结构如图1-2所示 表1-1 各种不同波形的傅里叶级数表达式 方波 三角波 正弦整流半波 正弦整流全波 矩形波 图1-2中LPF为低通滤波器，可分解出非正弦周期函数的直流分量BPF1~BPF6为调谐在基波和各次谐波上的带通滤波器，加法器用于信号的合成 四、预习要求 在做实验前必须认真复习教材中关于周期性信号傅利叶级数分解的有关内容。 五、实验内容及步骤 1、调节函数信号发生器使其输出50Hz的方波信号，并将其接至信号分解实验模块BPF的输入端嘫后细调函数信号发生器的输出频率，使该模块的基波50Hz成分BPF的输出幅