用同時(shí)觀察法觀察50Hz非正弦周期

1、.信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 題目： 用同時(shí)觀察法觀察50Hz非正弦周期 信號(hào)的分解與合成 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 自動(dòng)化 學(xué) 院： 機(jī)械與電子工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 江 二 年 月1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、用同時(shí)分析法觀測50Hz非正弦周期信號(hào)的頻譜，并與其傅里葉級(jí)數(shù)各項(xiàng)的頻率與系數(shù)作比較。 2,、觀測基波和其諧波的合成。2、 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 1、做好預(yù)習(xí)，寫出本實(shí)驗(yàn)中所給出的幾種50Hz非正弦波傅里葉分解式。 2、按照實(shí)驗(yàn)要求記錄波形的分解和合成過程中各項(xiàng)參數(shù)。 3、做好理論分析，對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果，分析誤差。3、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱：TKSS-A型TKSS-B型或TKSS-C型; 2、雙蹤

2、示波器。4、 實(shí)驗(yàn)原理 1、一個(gè)非正弦周期函數(shù)可以用一系列頻率成整數(shù)倍的正弦函數(shù)來表示，其中與非正弦具有相同頻率的成分稱為基波或一次諧波，其它成分則根據(jù)其頻率為基波頻率的2、3、4n等倍數(shù)分別稱二次、三次、四次、n次諧波，其幅度將歲諧波次數(shù)的增加而減少，直至無窮小。 2、不同頻率的諧波可以合成一個(gè)費(fèi)正弦周期波，反過來，一個(gè)費(fèi)正弦周期波也可以分解為無限個(gè)不同頻率的諧波成分。 3、一個(gè)費(fèi)正弦周期波函數(shù)可用傅里葉級(jí)數(shù)來表示，技術(shù)各項(xiàng)之間的關(guān)系可用一個(gè)個(gè)頻譜來表示，不同的非正弦波周期具有不同的頻譜圖，各種不同波形及傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)式見表2-1，方波譜圖如圖2-1表示圖2-1 表2-1 各種不同波形的傅里

3、葉級(jí)數(shù)表達(dá)式 1、方波 2、三角波 3、半波 4、全波 5、矩形波 實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示圖2-2 信號(hào)分解與合成實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)框圖 圖中LPF為低通濾波器，可分解出非正弦函數(shù)的直流分量。 BPF1BPF6為調(diào)諧在基波和各次諧波上的帶通濾波器，加法器用于信號(hào)的合成。5、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟按照實(shí)驗(yàn)要求從方波、三角波、半波、全波、矩形波中隨便選擇三種波形以上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而本小組則選了方波、三角波、矩形波進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1、方波首先用示波器測出方波的圖形 然后根據(jù)我們的測量先將示波器接到信號(hào)分解實(shí)驗(yàn)?zāi)KBPF的LPF輸入端，觀察到示波器上沒有顯示波形，隨后又依次分別接BPF1BPF6.。但是示波器上有顯示

4、波形的只有接在BPF1、BPF3、BPF5。以下依次為所測的圖形：測得上述圖形后，將輸入端BPF1、BPF3、BPF5分別用導(dǎo)線連接起來再用示波器測加起來的波形，得到下面的波形： 2、三角波三角波的情形和方波的一樣，所以下面的圖形按照三角波、接輸入端BPF1、BPF3、BPF5和接加法器時(shí)的五張圖形。3、矩形波測量的方法和方波、三角波的測量時(shí)一樣的。但是矩形波在輸人端BPF1BPF6在示波器上有波形。先是矩形波的圖形：再是BPF1BPF6的波形：最后是由BPF1BPF6加起來所得到的波形：六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果由實(shí)驗(yàn)所得到的圖形和公式里的完全符合，方波和三角波只有交流的奇次諧波，而矩形波不僅包括了奇次諧波還包括了偶次諧波。七、實(shí)驗(yàn)心得該實(shí)驗(yàn)總的來說相當(dāng)簡單，但是對于各個(gè)不同波形的傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)式詮釋的很透徹。本來很難理解的表達(dá)式，通過這