信号与系统试验指导书拟稿

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信号与系统试验指导书

信息科学与技术学院高宝建

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试验课程说明

信号与线性系统分析课程一门专业技术基础课，该课程在课程体系中担负着承上启下的作用，它是进一步学习“数字信号处理〞、“通信原理〞、“随机过程〞等课程的基础。该课程理论性较强、内容比较抽象，加强试验环节有助于学生对该部分内容的理解，验证和稳定所学的理论知识，把抽象的内容形象化。

信号与线性系统分析试验课是理论教学的深化和补充，具有较强的实践性。通过本试验课使学生在稳定和加深信号与系统理论基础知识的同时，熟练使用相关的测量仪器，理解确知信号通过线性时不变系统的时域、频域分析方法；学会利用MATLAB中“信号处理〞工具箱以及MATLAB图形用户接口来显示信号分析与处理的动态仿真过程，从而了解确知信号的时域、频域的描述方法及其相互之间的关系。通过学生自己动手设计，达到理解系统的组成结构和工作原理，并结合实际应用达到稳定所学理论知识的目的。

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试验内容

操作部分

试验一：熟悉仪器

（信号波形的观测和测试）

试验二：频谱观测

试验三：信号波形合成试验电路

仿真部分

试验四：MATLAB编程初步试验五：冲激响应试验试验六：连续信号的傅立叶变换试验七：采样定理

试验八：连续时间系统的复频域分析

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试验一信号波形的观测和测试

一、试验目的

1．学习示波器、信号发生器和频谱分析仪的使用方法。2．学会用示波器测量信号的周期和频率。

3．学会用示波器测量,直流信号,正弦交流信号的叠加。二、试验原理

1．直流,正弦交流,三角波，方波是常用的电信号,可由直流稳压电源,函数发生器提供,如下图1-1所示,这些波形都能用示波器进行观测。

图1-1用示波器观测波形

2．直流电的主要参数是幅度V或I,用万用表测试最便利，但直流电压的幅度也可用示波器测量。当需要测定信号中直流分量时,可将输入耦合方式开关置“直流〞档,这时仅显示信号中的直流分量波形,从示波器Y轴就能读出直流分量的幅度。

正弦交流电的主要参数是振幅(Vm,Im),周期T,频率f,它们都可以用示波器进行测定,从示波器Y轴(垂直)刻度尺可读得被测波形的幅度,从X轴(水平)刻度尺可读得被测波形的周期。

测试信号幅度的常用仪器有万用表,晶体管毫伏表和示波器。但是用万用表和毫伏表测交流电时,读数都是有效值,它们的测量对象,仅限于正弦交流电,测量误差会受到信号的频率和波形失真程度的影响。因此不要用万用表和毫伏表去测量方波,三角波的幅度，除非对读数进行必要的修正。因此，在本次试验中选用示波器测量信号的幅值和频率。

三、试验内容

1、信号的产生

使用信号发生器产生幅度1-2V之间，频率分别为100Hz,1500Hz,20kHz的正弦波，方波、三角波、锯齿波信号。

2、信号的观测及幅度的测定：

按图1-2方式连接函数信号发生器,示波器。

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图1-2信号的测量

a．要求调理示波器的VOLTS/DIV和SEC/DIV两个调理按钮，能够在屏幕上观测到一个或若干个完整波形,务必使图形明了和稳定。从Y轴刻度读出被测信号幅度,同时从X轴读出被测信号的频率，读出的结果填入表1-1中。

表1-1

100Hz1500Hz20KHz正弦波振幅（频率）三角波振幅（频率）锯齿振幅（频率）方波振幅（频率）3．观测带偏置的正弦波信号的波形。

a.使用信号发生器产生一个频率为20KHz,幅度为1V，偏移量为1V的正弦波信号。b．用示波器观测该信号,示波器偶合方式开关分别置〞直流〞和“交流〞，观测并记录信号的波形，分析产生该种现象的原因。四、试验设备

示波器一台函数发生器一台五、试验报告

1、简述信号发生器产生频率为1500Hz，幅度为2V的方波信号的步骤。2、归纳示波器使用要点及测量信号幅度，周期，频率等参数的方法。

3、整理并比较“试