信号分解与合成实验

深圳大学实验报告课程名称： 信号与系统实验项目名称： 信号的分解与合成实验学院： 信息工程工程学院专业： 电子信息工程指导教师：报告人：学号： 班级：实验时间：实验报告提交时间：教务处制一、实验目的：、观察信号的分解。、掌握周期信号分解为基波与其谐波的基本原理。、掌握由基波和其谐波合成周期信号的基本原理。二、实验内容、观察信号分解的过程及信号中所包含的各次谐波。、观察由各次谐波合成的信三、实验仪器、信号与系统实验箱一台〔主板〕、电信号分解与合成模块一块。、20M双踪示波器一台四、实验原理1穷大的所有频率成分，每一频率分量的幅度均趋向于无限小，但其相对大小是不同的。〔1将被测方波信号加到分别调谐于其基波和各次奇谐波频率的一系列有源带通滤波器用的被测信号是1左右的周期信号而作为选频网络的五种有源带通滤波器的输出频率别为1、21、31、41、51，因而能从各有源带通滤波器是两端观察到基波和各次谐为1〔1/3〕:(1/5):(1/7):(1/9)。但实际上因输入方波的占空比比较难控制在50，且波可能有少量失真以及滤波器本身滤波特性的有限性都会使得偶次谐波分量不能到达理想零的情况。为了改善模拟滤波电路滤波效果不理想的情况，信号分解与合成模块还提供了数字方电位器W01、W023可以将基波，三次谐波，五次谐波，七次谐波的幅度调节成1/3:1/5:1/7,通过导线将其连接至信号的合成的输入插座、2、、J，通过测试勾可以观察到合成后的波形。2、验证三次谐波与基波之间的相位差是否为0，五次谐波与基波之间的相位差是否为0端与带通滤波器输入端连接起来，即把方波信号分先后送入各带通滤波器，如图〔1〕所示。具体方法：基波与各高次谐波相位比较〔李沙育频率测试法〕把-1处的基波送入示波器的X轴，再分别把31、BFP-51处的高次谐波送入Y轴，示波器采用Y方式显示，观察李沙育图。当基波与三次谐波相位差为0、90、0时，波形分别如下图。以上是三次谐波与基波产生的典型的李沙育图，通过图形上下端及两旁的波峰个数确定频率。五、实验步骤与相应实验结果：1电源，并打开此模块的电源开关。2出z为50为6V2即各次谐波，分别如图〔3、图〔4、图〔5、图6〕所示。图〔〕输出方波信号图〔3〕基次谐波 图〔4〕三次谐波图〔5〕五次谐波 图〔6〕七次谐波3过A开关S1、S2。4、用示波器的两个探头，直接观察基波和三次谐波的相位关系，或者采用李沙育图的方法，看其相位差是否为180，同时考察其幅度关系，幅度之比是否为3：1.采用李沙育图观察基波和三次谐波的相位关系如图〔7，可知道其相位为180.图〔7〕从示波器中观察基波和三次谐波的峰峰值之比可知其幅度比为31如〔8〕所示图〔8〕5电阻W01W023节W01、W02、W03足1：1/3:1/5:1:7调节之后的结果可通过观察波形的峰峰值来得到相应比例关系。基波与三次谐波调节成11/3〔8的11/5〕所示，基波与七次谐波的1：1/7的关系如图〔10〕所示。图〔9〕基波：五次谐波1：1/5图〔10〕基波：七次谐波1：1/76、将方波分解所得基波和三次谐波，用导线与其对应的插孔相连，观测加法器的输出合成波形，并记录所得的波形。实验记录波形如图〔1〕所示。图〔1〕基波和三次谐波用加法器合成后输出波形7、用示波器的两个探头，直接观察基波和五次谐波的相位关系，或者采用李沙育图为0为5：1采用李沙育图观察到基波和三次谐波的相位关系如图〔12〕所示，满足相位差为0的系。图〔12〕8、将方波分解所得基波和三次谐波，五次谐波，用导线与其对应的插孔相连，观测加法器的输出合成波形，并记录所得的波形。实验所得波形如图〔13〕所示。图〔13〕9、方波波形合成①将函数发生器输出的10kHz左右的方波波形送入各带通滤波器输入端。②逐个测量各谐波输出幅度、波形，然后将基涉及各高次谐波分别与信号合成的5任意一个相连，观察基波与任何一次或各次谐波合成的波形。③用示波器观察并记录加法器输出端基波与各次谐波叠加波形基波与各次谐波叠加的波形如图〔13〕所示。图〔14〕为基波和五次谐波通过加法器合成的输出波形图〔14〕分析相位、幅值在波形合成中起什么作用答：由上面的实验结果图不难看出，当相位合乎实验要求时，基波的波峰、波谷对应的是三次谐波的波谷、波峰，三次谐波的波峰、波谷是五次谐波的一…波数是无从大时，所有奇次谐波与基波合成时，其值的绝对值是个常数。则总结实验和调试心得意见答：总;心得：在实验过程中应该按照实验指导书的要求做下去，不然出来的八实验思考题1答：原因:波2答将具有