信號與系統(tǒng)實驗教學(xué)系統(tǒng)指導(dǎo)書

1、 信號與系統(tǒng)虛擬實驗指導(dǎo)書信號與系統(tǒng)虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書(OWVLab SAS)北京郵電大學(xué) 北京潤尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司目 錄一、系統(tǒng)使用說明31、實驗環(huán)境31.1整體界面32、實驗操作32.1器材欄32.1.1器材欄概述32.1.2 器材欄操作32.2 實驗臺32.2.1 器材操作32.2.2器材連線32.3屬性欄32.3.1概述32.3.2屬性欄操作3二、典型實驗錯誤！未定義書簽。1、典型實驗指導(dǎo)書錯誤！未定義書簽。實驗一 常用信號的分類與觀察.18實驗二 信號的基本運算單元 20實驗三 信號的合成.23實驗四 線性時不變系統(tǒng).26實驗五 零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)分析.28實驗六 二階

2、串聯(lián)、并聯(lián)諧振系統(tǒng).30實驗七 AM調(diào)制與解調(diào).34實驗八 FDM頻分復(fù)用實驗37實驗九 信號的抽樣與恢復(fù)（PAM）.40實驗十 模擬信號濾波器實驗.43實驗十一 一階網(wǎng)絡(luò)特性測量.51實驗十二 二階網(wǎng)絡(luò)特性測量.53實驗十三 反饋系統(tǒng)與系統(tǒng)頻響特性.57實驗十四 RC振蕩器特性測量60實驗十五 二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變量的測量.62一、系統(tǒng)使用說明本系統(tǒng)是針對大學(xué)?？啤⒈究颇M電路實驗課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展的虛擬實驗，系統(tǒng)模擬真實實驗中用到的器材和設(shè)備，提供與真實實驗相似的實驗環(huán)境，提供網(wǎng)上實驗管理功能?？蓾M足高校和各類培訓(xùn)機構(gòu)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的需要，尤其適用于遠程教學(xué)。1、實驗環(huán)境1.1整體界面實驗

3、區(qū)實驗操作平臺界面包括實驗平臺、器材欄和屬性欄三部分，屬性欄位置可自由移動（單擊邊框，鼠標拖動）。如圖1-1所示。屬性欄器材欄圖1-1 整體界面實驗區(qū)：在此區(qū)域中，搭建實驗電路，進行實驗操作，儀表讀數(shù)等。器材欄：提供當前實驗所要使用的器材。使用器材的圖標和相應(yīng)描述文字進行顯示和說明。屬性欄：提供用戶在實驗區(qū)中所選擇的器材的屬性和和對復(fù)雜器材的操作。2、實驗操作2.1器材欄2.1.1器材欄概述2.1.1.1 器材欄種類實驗平臺提供十三大類83種實驗器材模型。器材名稱及型號如圖1-2所示：² 電阻：57種常用阻值的電阻、1個可自定義阻值的電阻和1個滑動變阻器² 電容：9種常用電

4、容值的電容和1個可自定義電容值的電容² 電感：2種常用電感值的電感和1個可自定義電感值的電感² 二極管：6種一般二極管和2種穩(wěn)壓管² 濾波器：巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器、帶通濾波器、低通濾波器、包絡(luò)檢波器² 數(shù)學(xué)運算器：加法器、乘法器、增益器² 調(diào)制信號源：AM調(diào)幅信號、FM調(diào)頻信號² 儀器儀表：數(shù)字直流電流表、數(shù)字直流電壓表、數(shù)字交流電流表、數(shù)字交流電壓表、萬用表、信號發(fā)生器、示波器、直流穩(wěn)壓電源、功率計² 集成運算放大器：A741、OP37AJ、741 ² 開關(guān)：單刀單擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)普通電阻：普通電容

5、：結(jié)型場效應(yīng)管：雙極型晶體管：一般二極管：電感：AM調(diào)幅信號FM調(diào)頻信號乘法器增益器集成運算放大器：常用集成運算放大器A741信號發(fā)生器：數(shù)字直流電壓表：數(shù)字直流電流表：數(shù)字交流電壓表數(shù)字交流電流表功率計單刀單擲開關(guān)單刀雙擲開關(guān)萬用表：直流穩(wěn)壓電源：示波器：圖1-2 器材欄小圖標含義2.1.1.2 器材實物欄器材實物欄由各類器材實物及符號顯示，呈樹狀。點擊器材樹的結(jié)點處，可以打開或收起各類器材列表。2.1.2 器材欄操作2.1.2.1 顯示和關(guān)閉器材欄在實驗平臺任意位置單擊鼠標右鍵，彈出如圖1-3窗口，點擊【顯示器材欄】，彈出器材實物欄及器材屬性窗口，如圖1-4所示，從器材實物欄中可以選擇實驗

6、所需要的器材。當器材欄窗口處于顯示狀態(tài)下，在實驗平臺任意位置單擊鼠標右鍵，彈出如圖1-5的關(guān)閉器材欄窗口。點擊【關(guān)閉器材欄】，器材實物欄及屬性將被隱藏。圖1-3 顯示器材欄窗口圖1-5關(guān)閉器材欄窗口圖1- 器材欄及器材屬性窗口2.2 實驗臺2.2.1 器材操作2.2.1.1 添加器材選擇器材欄的某個器材并單擊鼠標左鍵，然后將光標移動到實驗平臺的合適位置（這期間可以放開鼠標左鍵），再單擊左鍵，這時，系統(tǒng)會自動在該器材實物的四周加上紅框，如圖1-6所示，表示該器材的有效操作區(qū)域，現(xiàn)在的所有操作都是針對它進行的。于是所選器材實物將被添加到實驗平臺上。圖1-6 添加器材2.2.1.2移動器材實驗器材添

7、加到實驗平臺上后，可以自由移動器材的位置。選中器材后，單擊左鍵并拖動，器材隨光標在實驗平臺內(nèi)任意移動，直到位置滿意為止，放開左鍵，器材在新位置上顯示出來。2.2.1.3刪除器材選擇實驗平臺的器材，單擊右鍵會出現(xiàn)如圖1-7所示的菜單。菜單中包含“關(guān)閉器材欄”、“刪除器材”、“屬性”三項功能。單擊【刪除器材】，出現(xiàn)如圖1-8所示的對話框，點擊【確定】按鈕即可完成刪除該器材的操作。圖1-7 右鍵菜單圖1-8 刪除器材將鼠標移到實驗平臺的空白處，點擊右鍵出現(xiàn)如圖1-9所示的菜單，點擊【刪除全部器材】，出現(xiàn)如圖1-10所示的對話框，點擊【確定】按鈕，可將平臺上的全部器材刪除圖1-9 刪除所有器材圖1-1

8、0 刪除全部器材2.2.2器材連線實驗區(qū)的器材，均有接線處。器材節(jié)點（接線處）用黑色圓環(huán)表示。當光標在某一節(jié)點附近，光標變成小手形狀，此時單擊左鍵，從此點拖出藍色導(dǎo)線。導(dǎo)線隨光標位置移動。當光標靠近另一個黑色圓環(huán)時，在圓環(huán)處單擊左鍵，完成連線，導(dǎo)線固定。導(dǎo)線的刪除：單擊某一導(dǎo)線，導(dǎo)線變粗，右鍵單擊導(dǎo)線，彈出菜單選擇刪除導(dǎo)線。導(dǎo)線沒有屬性欄。導(dǎo)線特性如下：（1）導(dǎo)線為直線，且只能為豎直或水平方向。（2）兩條導(dǎo)線可交叉，互不影響。（4）兩條導(dǎo)線除節(jié)點可相同外，不能出現(xiàn)重合部分。（5）導(dǎo)線可拐彎，拖出待連導(dǎo)線后，在任意空白處單擊左鍵，可作為固定的拐點。點擊右鍵表示放棄連線。（6）同一節(jié)點可同時連接多

9、根導(dǎo)線。2.3屬性欄2.3.1概述每一器材的屬性欄均由“屬性設(shè)置”和“使用說明”兩頁組成。單擊按鈕處可以顯示相應(yīng)的內(nèi)容。利用“屬性設(shè)置”頁可實現(xiàn)對數(shù)字直流電流表、數(shù)字直流電壓表、萬用表、信號發(fā)生器、示波器五種器材的實際按鈕、按鍵等的操作。對電阻、電容、電感等器材進行參數(shù)和名稱設(shè)置。“使用說明”頁用文字介紹該器材的使用方法和注意事項。2.3.2屬性欄操作2.3.2.1屬性欄的顯示1、器材欄中的全部器材都有對應(yīng)的屬性欄。導(dǎo)線沒有屬性欄。2、通過在在器材上點擊右鍵選擇“屬性”，可以顯示屬性欄。3、所有器材的屬性欄可以同時顯示。2.3.2.2屬性欄的移動和關(guān)閉1、屬性欄移動將光標移動到屬性欄的最上方橫

10、條框處，左鍵單擊后拖動，放開左鍵，屬性欄移動到當前虛線框停留的位置。2、關(guān)閉屬性欄點擊屬性欄的“確定”或者關(guān)閉按鈕就可關(guān)閉屬性欄。2.3.2.3屬性欄具體操作1、屬性設(shè)置頁在屬性欄中的屬性設(shè)置頁面中，可以對當前器材的屬性進行設(shè)置。2、使用說明頁在屬性欄中，選擇“使用說明”，在這里可以對當前器材的功能進行解釋說明。3、各器材具體屬性l 普通電阻可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明。通過“參數(shù)設(shè)置”頁可對電阻的“器材名稱名稱”及“電阻值”兩個可變參數(shù)進行設(shè)置（見圖1-11）：【名稱】默認名字為“Rn”。n=0,1,2,3在向?qū)嶒瀰^(qū)放置一個新的電阻時，系統(tǒng)默認它的名稱中的n的取值為：當前平臺上的電阻

11、個數(shù)減一。如平臺上已有3個電阻，新放置的第4個電阻的名稱將自動設(shè)置為“R3”。直接在“器材名稱”編輯框內(nèi)填寫，然后點擊“確定”，就可以給電阻改名。可輸入中文、英文（大小寫均可）或數(shù)字以及其他符號?！倦娮柚怠磕J電阻值為2000歐姆。 圖1-11直接在“電阻值”編輯框內(nèi)填寫新的電阻值，然后點擊“確定”，就可以改變該電阻的阻值。 也可以點擊編輯欄旁邊的下拉箭頭，選擇電阻值。固定電阻只能改變器材名稱，不能改變電阻值。l 電容可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明。通過“參數(shù)設(shè)置”頁可對電阻的“器材名稱”及“電容值”兩個可變參數(shù)進行設(shè)置（見圖1-12）：【名稱】默認名字為“Cn”。n=0,1,2,3在向

12、實驗區(qū)放置一個新的電容時，系統(tǒng)默認它的名稱中的n的取值為：當前平臺上的電容個數(shù)減一。如平臺上已有3個電容，新放置的第4個電容的名稱將自動設(shè)置為“C3”。直接在“器材名稱”編輯框內(nèi)填寫，然后點擊“確定”，就可以給電容改名?？奢斎胫形?、英文（大小寫均可）或數(shù)字以及其他符號。【電容值】默認電阻值為0.01uF。 圖1-12直接在“電容值”編輯框內(nèi)填寫新的電容值，然后點擊“確定”，就可以改變該電容值。 也可以點擊編輯欄旁邊的下拉箭頭，選擇電容值。固定電容只能改變器材名稱，不能改變電容值。l 電感可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明。通過“參數(shù)設(shè)置”頁可對電阻的“器材名稱”及“電感值”兩個可變參數(shù)進行設(shè)

13、置（見圖1-13）：【名稱】默認名字為“Ln”。n=0,1,2,3在向?qū)嶒瀰^(qū)放置一個新的電感時，系統(tǒng)默認它的名稱中的n的取值為：當前平臺上的電感個數(shù)減一。如平臺上已有3個電感，新放置的第4個電感的名稱將自動設(shè)置為“L3”。 圖1-13直接在“器材名稱”編輯框內(nèi)填寫，然后點擊“確定”，就可以給電感改名?？奢斎胫形?、英文（大小寫均可）或數(shù)字以及其他符號?！倦姼兄怠磕J電感值為10mH。直接在“電感值”編輯框內(nèi)填寫新的電感值，然后點擊“確定”，就可以改變該電感值。 也可以點擊編輯欄旁邊的下拉箭頭，選擇電感值。固定電感只能改變器材名稱，不能改變電感值。l 直流穩(wěn)壓電源可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說

14、明（見圖1-14）。正負電壓輸出按鈕電壓調(diào)節(jié)旋鈕電源開關(guān)按鍵數(shù)值顯示屏 圖1-14直流穩(wěn)壓電源輸出電壓-36.9+36.9v，LED顯示屏可顯示電壓調(diào)節(jié)值。正負電壓輸出按鈕，當按鈕彈起時輸出的是正電壓，按下按鈕則輸出負電壓。l 數(shù)字直流電壓表可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明（見圖1-15）。量程選擇按鈕電源開關(guān)按鍵數(shù)值顯示屏 圖1-15數(shù)字直流電壓表的量程為：3mV、30mV、300mV、3V、30V、300Vl 數(shù)字直流電流表可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明（見圖1-16）。量程選擇按鈕電源開關(guān)按鍵數(shù)值顯示屏 圖1-16數(shù)字直流電流表的量程為：0.2mA、2mA、20mA、200mA

15、、2A、20Al 數(shù)字交流電壓表可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明（見圖1-17）。量程選擇按鈕電源開關(guān)按鍵數(shù)值顯示屏圖1-17數(shù)字交流電壓表的量程為：3mV、30mV、300mV、3V、30V、300Vl 數(shù)字交流電流表可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明（見圖1-18）。量程選擇按鈕電源開關(guān)按鍵數(shù)值顯示屏 圖1-18數(shù)字交流電流表的量程為：0.2mA、2mA、20mA、200mA、2A、20Al 萬用表可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明（見圖1-19）。量程選擇旋鈕電源開關(guān)按數(shù)值顯示屏 圖1-19直流電壓有5個量程，分別為200mV、2V、20V、200V、1000V；交流電壓有5個量

16、程，分別為200mV、2V、20V、200V、750V；直流電流有4個量程，分別為2mA、20mA、200mA、20A；交流電流有4個量程，分別為2mA、20mA、200mA、20A；電阻有7個量程，分別為200、2K、20K、200K、2M、20M、200M；電容有5個量程，分別為200uF、2uF、200nF、20nF、2nF。l 信號發(fā)生器可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明（見圖1-20）。2019181716151413121110987654321圖1-201、 電源開關(guān)按鍵2、 波形選擇按鍵：正弦波3、 波形選擇按鍵：方波4、 波形選擇按鍵：三角波5、 確定按鍵6、 復(fù)位按鍵7、

17、 振幅衰減按鍵8、 振幅調(diào)節(jié)旋鈕9、 頻率粗調(diào)旋鈕10、 頻率微調(diào)旋鈕11、 振幅數(shù)值顯示屏12、 頻率單位選擇按鍵：1Hz13、 頻率單位選擇按鍵：10Hz14、 頻率單位選擇按鍵：100Hz15、 頻率單位選擇按鍵：1KHz16、 頻率單位選擇按鍵：10KHz17、 頻率單位選擇按鍵：100KHz18、 頻率單位選擇按鍵：1MHz19、 頻率單位選擇按鍵：10MHz20、 頻率數(shù)值顯示屏示波器可進行相應(yīng)的屬性設(shè)置以及查看使用說明（見圖1-21）。8643211110975圖1-211、 輸出通道1的波形2、 輸出通道2的波形3、 同時輸出通道1和通道2的波形4、 通道1縱軸位置調(diào)節(jié)旋鈕5、

18、 通道1縱軸增益調(diào)節(jié)旋鈕，刻度值可在面板圖上直接讀出6、 通道2縱軸位置調(diào)節(jié)旋鈕7、 通道2縱軸增益調(diào)節(jié)旋鈕，刻度值可在面板圖上直接讀出8、 橫軸位置調(diào)節(jié)旋鈕9、 橫軸增益調(diào)節(jié)旋鈕，刻度值可在面板圖上直接讀出10、 波形顯示屏11、 電源開關(guān)按鍵二、典型實驗實驗一 常用信號的分類與觀察一、 實驗?zāi)康?、 觀察常用信號的波形特點及其產(chǎn)生方法；2、 學(xué)會使用示波器對常用波形參數(shù)的測量；二、 預(yù)備知識1、 學(xué)習(xí)“信號的描述、分類和典型示例”一節(jié)；2、 學(xué)習(xí)示波器的使用方法；3、 學(xué)習(xí)同步信號的觀察手段；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器；2、 雙蹤示波器3、 接地端4、 頻譜分析儀四、 實驗原理對于一個

19、系統(tǒng)特性的研究，其中重要的一個方面是研究它的輸入輸出關(guān)系，即在一特定輸入信號下，系統(tǒng)對應(yīng)的輸出響應(yīng)信號。因而對信號的研究是對系統(tǒng)研究的出發(fā)點，是對系統(tǒng)特性觀察的基本手段與方法。在本實驗中，將對常用信號和特性進行分析、研究。信號可以表示為一個或多個變量的函數(shù)，在這里僅對一維信號進行研究，自變量為時間。常用的信號有：指數(shù)信號、正弦信號、指數(shù)衰減正弦信號、復(fù)指數(shù)信號、Sa（t）信號、鐘形信號、脈沖信號等。1、 正弦信號：其表達式為，其信號的參數(shù)有：振幅K、角頻率 w、與初始相位。其波形如下圖所示：通過示波器測量輸出信號測量波形，測量正弦信號的振幅K、角頻率w參數(shù)。2、 鐘形信號（高斯函數(shù)）：其表過式

20、為。其信號如下圖所示：3、 脈沖信號：其表達式為，其中為單位階躍函數(shù)。其信號如下圖所示：五、 實驗步驟1、 正弦信號觀察：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出正弦信號。用示波器測量輸出信號。在示波器上觀察正弦信號的波形，并測量分析其對應(yīng)的振幅K。2、 *指數(shù)衰減正弦信號觀察（負頻率信號）：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出為指數(shù)衰減余弦信號，用示波器測量輸出信號。3、 鐘形信號（高斯函數(shù)）觀察：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出為鐘形信號，用示波器測量輸出信號。并通過示波器分析信號的參數(shù)。4、 脈沖信號觀察：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出為正負脈沖信號，并分析其特點。六、 實驗思考1、 寫出測量指數(shù)信號()、正弦信號()、指數(shù)衰減正弦信號()、鐘形信號(

21、)、脈沖信號(周期、幅度)的波形參數(shù)。實驗二 信號的基本運算單元一、 實驗?zāi)康?、 掌握信號與系統(tǒng)中基本運算單元的構(gòu)成；2、 掌握基本運算單元的特點；3、 掌握對基本運算單元的測試方法；二、 預(yù)備知識1、 學(xué)習(xí)“信號的運算”一節(jié)；2、 學(xué)習(xí)對一般電路模塊輸入、輸出特性的測試方法；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 直流穩(wěn)壓電源4、 集成運算放大器5、 電阻、電容若干6、 接地端四、 實驗原理在“信號與系統(tǒng)”中，最常用的信號運算單元有：減法器、加法器、倍乘器、反相器、積分器、微分器等，通過這些基本運算單元可以構(gòu)建十分復(fù)雜的信號處理系統(tǒng)。因而，基本運算單元是“信號與系統(tǒng)”的基礎(chǔ)。五

22、、 實驗?zāi)K說明在“信號與系統(tǒng)”中有“基本運算單元”模塊，該模塊由六個單元組成，下面對其每一個單元的功能作一簡單說明。1、 加法器：其電路構(gòu)成如下圖所示在該電路中元件參數(shù)的取值為：，其輸出Y與輸入x1、x2的關(guān)系為：2、 減法器：其電路構(gòu)成如下圖所示在該電路中元件參數(shù)的取值為：，其輸出Y與輸入x1、x2的關(guān)系為：3、 倍乘器：其電路構(gòu)成如下圖所示在該電路中元件參數(shù)的取值為：，其輸出Y與輸入x的關(guān)系為：4、 反相器：其電路構(gòu)成如下圖所示在該電路中元件參數(shù)的取值為：，其輸出Y與輸入x的關(guān)系為：5、 積分器：其電路構(gòu)成如下圖所示在該電路中元件參數(shù)的取值為：，其輸出Y與輸入x的關(guān)系為：6、 微分器：其

23、電路構(gòu)成如下圖所示在該電路中元件參數(shù)的取值為：，其輸出Y與輸入x的關(guān)系為：六、 實驗步驟1、 加法器特性觀察：在實驗臺上放置兩個信號發(fā)生器，調(diào)整其一輸出為270Hz信號，另一個輸出為2160Hz信號，用短路連線器將模擬信號A、B組的輸出信號送入加法器的X1、X2輸入端，用示波器觀察輸出端Y的波形。2、 減法器特性觀察：調(diào)整信號發(fā)生器一個輸出為270Hz信號，另一個輸出為2160Hz信號，用短路連線器將模擬信號A、B組的輸出信號送入加法器的X1、X2輸入端。用短路連線器將模擬信號A、B組的輸出信號送入減法器的X1、X2輸入端，用示波器觀察輸出端Y的波形。3、 倍乘器特性觀察：調(diào)整信號發(fā)生器的輸出

24、信號為2160Hz的正弦信號，用短路連線器將信號A組的輸出信號送入倍乘器的X輸入端，觀察輸出端Y的波形。4、 反相器特性觀察：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器為2160Hz的正弦信號。用短路連線器將信號A組的輸出信號送入反相器的X輸入端，觀察輸出端Y的波形相位與輸入波形的相位關(guān)系。5、 積分器特性觀察：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出連續(xù)方波信號。用短路連線器將信號A組的輸出信號送入積分器的X輸入端，觀察輸出端Y的波形與輸入波形的關(guān)系。6、 微分器特性觀察：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出連續(xù)方波、三角波信號。用短路連線器將信號A組的輸出信號送入微分器的X輸入端，觀察輸出端Y的波形與輸入波形的關(guān)系。七、 實驗思考1、 畫出最常用的信號運算

25、單元：減法器、加法器、倍乘器、反相器、積分器、微分器的電路結(jié)構(gòu)；2、 分析常用的信號運算單元：減法器、加法器、倍乘器、反相器、積分器、微分器的運算特點；3、 采用基本運算單元構(gòu)建：的電路。實驗三 信號的合成一、 實驗?zāi)康?、 掌握周期信號的傅里葉變換；2、 理解傅里葉變換的本質(zhì)；3、 學(xué)會對一般周期信號在時域上進行合成；二、 預(yù)備知識1、 學(xué)習(xí)“周期信號的傅里葉級數(shù)分析”；2、 信號濾波常知識；3、 信號相加；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 直流穩(wěn)壓電源4、 集成運算放大器5、 電阻6、 接地端四、 實驗原理在“信號與系統(tǒng)”中，周期性的函數(shù)（波形）可以分解成其基頻分量及其諧

26、波分量（如下圖所示，基頻與諧波的幅度與信號的特性緊密相關(guān)。從上圖中可以看出，一般周期性的信號，其諧波幅度隨著諧波次數(shù)的增加相應(yīng)該頻點信號幅度會減少。因而，對于一個周期性的信號，可以通過一組中心頻率等于該信號各諧波頻率的帶通濾波器，獲取該周期性信號在各頻點信號幅度的大小。同樣，如果按某一特定信號在其基波及其諧波處的幅度與相位可以合成該信號。理論上需要諧波點數(shù)為無限，但由于諧波幅度隨著諧波次數(shù)的增加信號幅度減少，因而只需取一定數(shù)目的諧波數(shù)即可。五、 實驗?zāi)K說明“信號合成”模塊，該模塊由一組中心頻率等于的信號源、幅度調(diào)整電路、及相加器組成，如下圖所示：六、 實驗步驟運用信號發(fā)生器產(chǎn)生五個相關(guān)頻率。

27、改組信號源為cos信號源，中心頻率為nf0(f0=50Hz，n=1,2,3,4,5)。1、 方波信號的合成：（1） 按下面公式調(diào)整五路信號的幅度：（2） 逐步加入合成信號，觀察輸出信號波形的變化；2、 周期三角信號的合成：（不含直流信號）（1） 按下面公式調(diào)整五路信號的幅度：（2） 逐步加入合成信號，觀察輸出信號波形的變化；七、 實驗思考1、 周期性信號的頻譜特性是什么？2、 合成之后的信號與期望信號是否相同，是什么原因造成這些不同？實驗四 線性時不變系統(tǒng)一、 實驗?zāi)康?、 掌握線性時不變系統(tǒng)的特性;2、 學(xué)會驗證線性時不變系統(tǒng)的性質(zhì)；二、 預(yù)備知識1、 學(xué)習(xí)“線性時不變系統(tǒng)”；2、 學(xué)習(xí)同步

28、信號的觀察方法；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 電阻、電容4、 接地端四、 實驗原理線性時不變系統(tǒng)具有如下的一些基本特性：1、 疊加性與均勻性：對于給定的系統(tǒng)，和分別代表兩對激勵與響應(yīng)，則當激勵是時，則對應(yīng)的響應(yīng)為：。對于線性時不變系統(tǒng)，如果起始狀態(tài)為零，則系統(tǒng)滿足疊加性與均勻性(齊次性)。2、 時不變特性：對于時不變系統(tǒng)，由于系統(tǒng)參數(shù)本身不隨時間改變，因此，在同樣起始狀態(tài)之下，系統(tǒng)響應(yīng)與激勵施加于系統(tǒng)的時刻無關(guān)。即：當為一對激勵與響應(yīng)時，則當也為一對激勵與響應(yīng)。3、 微分特性：對于線性時不變系統(tǒng)，當為一對激勵與響應(yīng)時，則當也為一對激勵與響應(yīng)。4、 因果性：因果系統(tǒng)是指系統(tǒng)

29、在時刻的響應(yīng)只與和時刻的輸入有關(guān)。也就是說，激勵是產(chǎn)生響應(yīng)的原因，響應(yīng)是激勵引起的后果，這種特性稱為因果性。通常由電阻器、電感線圈、電容器構(gòu)成的實際物理系統(tǒng)都是因果系統(tǒng)。五、 實驗?zāi)K說明“線性時不變系統(tǒng)”單元，它由兩個功能完全一樣的電路組成（均如下圖所示），對上方的電路稱之為“第一電路單元”，對下方的電路稱之為“第二電路單元”。在每個電路單元中，元件的值為：六、 實驗步驟1、 疊加性與均勻性觀察：（1） 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器使A組產(chǎn)生正弦信號；（2） 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器使B組產(chǎn)生正負鋸齒脈沖串信號。（3） 用短路線將模擬信號A、B組的輸出信號同時送入“線性時不變系統(tǒng)”的兩個單元，分別記錄觀察所得到的系

30、統(tǒng)響應(yīng)；（4） 將上述響應(yīng)通過示波器進行相加，觀察響應(yīng)相加之后的合成響應(yīng)（如示波器無此功能，或通過基本運算單元實現(xiàn)此功能，方法自擬）；（5） 將模擬信號A、B組的輸出信號分別送入“基本運算單元”的加法器，將相加之后的信號送入“線性時不變系統(tǒng)”單元，記錄觀察所得到的系統(tǒng)響應(yīng)；（6） 比較3、4兩步所得到結(jié)果，并對之進行分析；2、 時不變特性觀察：（1） 信號A組輸出間隔正負脈沖信號。（2） 將模擬A組的輸出信號加到“線性時不變系統(tǒng)”單元，記錄觀察所得到的系統(tǒng)響應(yīng)。觀察不同延時的輸入沖擊串與輸出信號延時的時間關(guān)系；七、 實驗思考1、 對實驗測量結(jié)果進行分析。2、 并結(jié)合以前所學(xué)的基本運算模塊的特性

31、，設(shè)計驗一個證線性時不變系統(tǒng)的微分特性的實驗方案。實驗五 零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)分析一、 實驗?zāi)康?、 掌握電路的零輸入響應(yīng)；2、 掌握電路的零狀態(tài)響應(yīng)；3、 學(xué)會電路的零狀態(tài)響應(yīng)與零輸入響應(yīng)的觀察方法；二、 預(yù)備知識1、 學(xué)習(xí)“零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)”；2、 “零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)”的方程表述；3、 電路參數(shù)對“零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)”的影響；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 電阻電容若干4、 接地端四、 實驗原理電路的響應(yīng)一般可分解為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。首先先考察一個實例：在下圖中由RC組成一電路，電容兩端有起始電壓，激勵源為。則系統(tǒng)響應(yīng)電容兩端電壓：上式中第一項稱

32、之為零輸入響應(yīng)，與輸人激勵無關(guān)，零輸入響應(yīng)是以初始電壓值開始，以指數(shù)規(guī)律進行衰減。第二項與起始儲能無關(guān)，只與輸入激勵有關(guān)，被稱為零狀態(tài)響應(yīng)。在不同的輸入信號下，電路會表征出不同的響應(yīng)。五、 實驗?zāi)K說明在 “信號與系統(tǒng)”的“零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)”單元中，它的電路組成如下圖所示，在電路單元中，元件的值為：六、 實驗步驟1、 系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)特性觀察：（1） 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器產(chǎn)生方波信號。用短路線將脈沖信號輸出端與“零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)”單元的X1端口相連，用脈沖信號作同步，觀察輸出信號的波形。（2） 同上步，將信號產(chǎn)生模塊中脈沖信號輸入到X2、X3端口，用脈沖信號作同步，分別觀察輸出信號的波形

33、。注：對于周期較長的脈沖方波信號，可以近似認為在脈沖信號高電平的后沿，電路的電容已完成充電。當進入脈沖信號的低電平階段時，相當于此時激勵去掉。電路在該點之后將產(chǎn)生零輸入響應(yīng)。因而對零輸入響應(yīng)的觀察應(yīng)在脈沖信號的低電平期間。2、 系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)特性觀察：（1） 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出方波信號，用短路線將脈沖信號輸出端與“零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)”單元的X1端口相連，用脈沖信號作同步，觀察輸出信號的波形。（2） 同上步，將信號產(chǎn)生模塊中脈沖信號輸入到X2、X3端口，用脈沖信號作同步，分別觀察輸出信號的波形。注：對于周期較長的脈沖方波信號，可以近似認為在脈沖信號低電平期間，電路的電容已完成放電。當進入脈

34、沖信號的高電平階段時，相當于此時激勵加上。電路在該點之后將產(chǎn)生零狀態(tài)響應(yīng)。因而對零狀態(tài)響應(yīng)的觀察應(yīng)在脈沖信號的高電平期間。七、 實驗思考1、 敘述如何觀察系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)？2、 理論分析相應(yīng)連續(xù)信號在該電路下的零狀態(tài)，并與實際實驗結(jié)果進行對照比較。實驗六 二階串聯(lián)、并聯(lián)諧振系統(tǒng)一、 實驗?zāi)康?、 掌握二階串聯(lián)、并聯(lián)諧振電路的基本構(gòu)成；2、 掌握二階串聯(lián)、并聯(lián)諧振電路的S平面分析方法；3、 掌握二階串聯(lián)、并聯(lián)諧振電路特征參數(shù)的物理含義；二、 預(yù)備知識1、 學(xué)習(xí)“二階諧振系統(tǒng)的S平面分析”；2、 S平面分析法；3、 二階諧振系統(tǒng)的特征參數(shù)；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 電阻4

35、、 電容5、 電感6、 接地端四、 實驗原理在電路中電容、電感兩類儲能元件可構(gòu)成二階串聯(lián)、并聯(lián)系統(tǒng)，如下圖所示。在無線電技術(shù)中，常利用它們的這一特性構(gòu)成帶通、帶阻等濾波網(wǎng)絡(luò)。二階諧振網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)成濾波器的基礎(chǔ)，在實際電路中使用十分廣泛。并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)的三個物理參數(shù)為：w0是諧振頻率，a是衰減因子，其值愈大表示電路的能量損耗愈大，與之相對應(yīng)品質(zhì)因數(shù)Q愈高表示電路的損耗愈小。并聯(lián)電路的頻響特性為下圖所示：并聯(lián)諧振電路的通帶帶寬為：從上式中可以看出，并聯(lián)諧振電路的通帶帶寬與電路的損耗密切相關(guān)，R越大，通帶越窄；反之通帶越寬。五、 實驗?zāi)K說明在“信號與系統(tǒng)”中有“二階串聯(lián)諧振”、 “二階并聯(lián)諧振”單元，串

36、聯(lián)諧振電路的元件值為：并聯(lián)諧振電路的元件的值為：六、 實驗步驟1、 串聯(lián)諧振電路頻響特性的觀察：（1） 調(diào)整信號源產(chǎn)生一正弦輸出信號，信號電平為2Vpp，信號的頻率范圍為0Hz500KHz。（2） 將低頻信號產(chǎn)生的輸出信號加到串聯(lián)諧振單元的X輸入端，同時用示波器測量輸入、輸出信號的波形；（3） 改變信號源的輸出頻率，觀察輸出信號幅度的變化，并將各頻率的幅度記錄下來；（4） 畫出該串聯(lián)電路的頻響特性。（5） 利用提供的元件，改變串聯(lián)回路的電阻R2，重復(fù)上述實驗，并分析實驗結(jié)果；2、 并聯(lián)諧振電路頻響特性的觀察：（1） 調(diào)整信號源產(chǎn)生一正弦輸出信號，信號電平為2Vpp，信號的頻率范圍為0Hz500

37、KHz。（2） 將低頻信號產(chǎn)生的輸出信號加到并聯(lián)諧振單元的X輸入端，同時用示波器測量輸入、輸出信的波形；（3） 改變信號源的輸出頻率，觀察輸出信號幅度的變化，并將各頻率的幅度記錄下來；（4） 畫出該并聯(lián)電路的頻響特性。（5） 利用提供的元件，改變并聯(lián)回路的電阻R2，重復(fù)上述實驗，并分析實驗結(jié)果；七、 實驗思考1、 分析電阻對串聯(lián)諧振電路參數(shù)影響？2、 分析電阻對并聯(lián)諧振電路參數(shù)影響？3、 分析串聯(lián)諧振電路與并聯(lián)諧振電路性能上有哪些不同？實驗七 調(diào)制與解調(diào)一、 實驗?zāi)康?、 掌握AM調(diào)制器的組成；2、 掌握非相干AM（檢波）解調(diào)器的原理；3、 掌握相干AM（同步）解調(diào)器的原理；二、 預(yù)備知識1、

38、 學(xué)習(xí)“調(diào)制與解調(diào)”；2、 全波整流信號頻譜的組成；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 乘法器4、 電阻5、 電容6、 接地端四、 實驗原理在通信過程中，一般一個用戶只占據(jù)某一特定的頻點與帶寬，將信號的頻譜搬移到載頻上，這一過程稱之為調(diào)制，最簡單的調(diào)制方式有AM調(diào)制。如果一輸入信號，載頻信號為，則AM調(diào)制輸出信號為：在接收端從AM已調(diào)信號中恢復(fù)出原始信號S(t)的過程稱之為解調(diào)。對AM常用的解調(diào)方式有：非相干解調(diào)（檢波）與相干解調(diào)（同步解調(diào)）。AM的非相干解調(diào)是將AM信號通過一檢波二極管，再經(jīng)過一低通濾波器即可獲取原始的模擬信號S(t)。AM的非相干解調(diào)不需要本地載波，此方法常

39、用于民用通信設(shè)備中，可大大降低接收機的成本，提高整機通信的可靠性。AM的同步解調(diào)是將接收的AM信號與本地相干載波（同步載波）相乘，經(jīng)低通濾波器獲得原始的模擬信號S(t)。同步解調(diào)需要在接收端產(chǎn)生與發(fā)送端頻率相同的本地載波，該方法可提高解調(diào)器的性能（即提高接收機的靈敏度），但這也將使接收機復(fù)雜化。五、 實驗?zāi)K說明“AM傳輸系統(tǒng)”模塊，該模塊主要由四個單元組成：1、 兩個完全相同的乘法器：。為了敘述上的方便，左邊相乘器稱之為乘法器1，右邊相乘器稱之為乘法器2；2、 兩個完全相同的檢波器：主要由一個檢波管與電容濾波器組成。為了敘上的方便，左邊檢波器稱之為檢波器1，右邊檢波器稱之為檢波器2；上述兩單

40、元的組成電路如下圖所示：六、 實驗步驟1、 載波信號的產(chǎn)生：正弦信號16KHz、32KHZ輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的信號輸出，同時在信號A組產(chǎn)生1KHz信號，在信號B組產(chǎn)生125KHZ信號輸出。2、 AM調(diào)制波形的產(chǎn)生：（1） 將16KHz的正弦信號作為AM的發(fā)送載波，通過短路線將16KHz正弦信號輸出端與相乘器1的X輸入端相連。（2） 通過短路線將輸出1KHz的正弦信號與乘法器1的信號輸入端S相連。（3） 在乘法器的輸出端得到一抑制載波的AM調(diào)制信號。（4） 將抑制載波的AM調(diào)制信號與16KHz的正弦信號通過基本運算單元相加輸出（請自已將電路連接好），得到一AM調(diào)制信號；3、 AM的檢波解調(diào)：（1）

41、用短路線將上步實驗所獲得的AM調(diào)制信號送入檢波器的輸入端X，則在檢波器的輸出端可得到解調(diào)信號。用示波器觀察該解調(diào)信號。（2） 為了進行一步改善解調(diào)信號的質(zhì)量，用短路線將解調(diào)之后的信號與“無源與有源濾波器” 單元的“八階切比雪夫低通濾波器”的輸入端相連，用示波器觀察濾波器的信號輸出；4、 AM的同步解調(diào)：（1） 用短路線將實驗步驟1所獲得的AM調(diào)制信號與乘法器2的信號輸入端S相連，乘法器的另一輸入端X采用16KHz的同步信號，用示波器觀察乘法器2輸出端的解調(diào)信號。（3） 為了進行一步改善解調(diào)信號的質(zhì)量，用短路線將解調(diào)之后的信號與“無源與有源濾波器” 單元的“八階切比雪夫低通濾波器”的輸入端相連，

42、用示波器觀察濾波器的信號輸出質(zhì)量；七、 實驗思考1、 畫出AM調(diào)制器產(chǎn)生框圖；2、 非相干AM解調(diào)與相干AM解調(diào)的差別及它們的性能的差異？實驗八 FDM頻分復(fù)用實驗一、 實驗?zāi)康?、 掌握FDM復(fù)用的基本原理；2、 掌握FDM解復(fù)用的常用方法；二、 預(yù)備知識1、 學(xué)習(xí)“頻分復(fù)用與時分復(fù)用”；2、 信號的調(diào)制；3、 信號的解調(diào)；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 直流穩(wěn)壓電源4、 集成運算放大器5、 乘法器6、 電感若干7、 電阻電容若干8、 接地端四、 實驗原理在信道上（例如無線信道）將若干路信號以某種方式匯合，統(tǒng)一在同一信道中進行傳輸稱之為多路復(fù)用。在近代通信系統(tǒng)中普遍采用多

43、路復(fù)用技術(shù)，如頻分復(fù)用技術(shù)。頻分復(fù)用要求設(shè)備在發(fā)送端將各路信號頻譜搬移到各個不相同的頻率范圍內(nèi)，使它們互不重疊，這樣就可復(fù)用同一信道傳輸。如下圖所示：接收端利用若干濾波器將各路信號分離，再經(jīng)解調(diào)即可還原為各路原始信號，如上圖所示。五、 實驗?zāi)K說明“FM傳輸系統(tǒng)”的傳輸模塊主要由四個單元組成：1、 兩個完全相同的乘法器：。為了敘述上的方便，左邊相乘器稱之為乘法器1，右邊相乘器稱之為乘法器2；2、 兩個完全相同的檢波器：主要由一個檢波管與電容濾波器組成。為了敘上的方便，左邊檢波器稱之為檢波器1，右邊檢波器稱之為檢波器2；上述兩單元的組成電路如下圖所示：六、 實驗步驟1、 載波信號和產(chǎn)生：調(diào)節(jié)信號

44、發(fā)生器產(chǎn)生16KHz、32KHZ的正選輸出信號，同時在信號A組產(chǎn)生1KHz信號，在信號B組產(chǎn)生125KHZ信號輸出。2、 第一路AM調(diào)制波形的產(chǎn)生：，其調(diào)制在16KHz的載頻上。（1） 將16KHz的正弦信號作為AM的發(fā)送載波，通過短路線將16KHz正弦信號輸出端與相乘器1的X輸入端相連。（2） 通過短路線將“信號A組”輸出1KHz的正弦信號與乘法器1的信號輸入端S相連。（3） 在乘法器的輸出端得到一抑制載波的AM調(diào)制信號。3、 第二路AM調(diào)制波形的產(chǎn)生：，其調(diào)制在32KHz的載頻上。（1） 將32KHz的正弦信號作為AM的發(fā)送載波。用短路線將64KHz的正弦信號與乘法器2的X端相連。（2）

45、用短路線將“信號B組”的125Hz正弦信號與乘法器2的信號輸入S。（3） 在乘法器的輸出端得到一抑制載波的AM調(diào)制信號。4、 兩路AM的復(fù)用：用短路線將上步實驗所獲得的AM調(diào)制信號送入基本運算單元相加輸出，得到一FDM復(fù)用信號；5、 FDM的解復(fù)接（第一路信號）：（1） 將實驗步驟4所獲得的FDM信號送入“無源與有源濾波器”模塊的“巴特沃思24KHz低通濾波器”單元，觀察此時的輸出信號。（2） 再連接到“巴特沃思16KHz帶通濾波器”，從濾波器輸出端可取FDM的第一路信號；6、 FDM的解復(fù)接（第二路信號）：（1） 將實驗步驟4所獲得的FDM信號送入“無源與有源濾波器”模塊的“巴特沃思24KH

46、z高通濾波器”，觀察此時的輸出信號。（2） 再送入“巴特沃思16KHz帶阻濾波器”，從濾波器輸出端可取FDM的第二路信號；七、 實驗思考1、 畫出FM調(diào)制器產(chǎn)生框圖；2、 在FDM解復(fù)用中，可以觀察到信號串擾（在第一路信號輸出端可檢測到第二路用戶信號），產(chǎn)生串擾信號的原因是什么，如何減少這類串擾信號的產(chǎn)生？實驗九 信號的抽樣與恢復(fù)（）一、 實驗?zāi)康?、 驗證抽樣定理2、 觀察了解PAM信號形成的過程；二、 預(yù)備知識1、 學(xué)習(xí)“從抽樣信號恢復(fù)連續(xù)時間信號”；2、 理想低通濾波器的沖擊響應(yīng)形式；3、 沖擊函數(shù)的性質(zhì)；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 直流穩(wěn)壓電源4、 集成運算放大

47、器5、 電阻電容若干6、 低通濾波器7、 接地端四、 實驗原理利用抽樣脈沖把一個連續(xù)信號變?yōu)殡x散時間樣值的過程稱為抽樣，抽樣后的信號稱為脈沖調(diào)幅（PAM）信號。在滿足抽樣定理的條件下，抽樣信號保留了原信號的全部信息，并且從抽樣信號中可以無失真地恢復(fù)出原始信號。抽樣定理在通信系統(tǒng)、信息傳輸理論方面占有十分重要的地位。數(shù)字通信系統(tǒng)是以此定理作為理論基礎(chǔ)。抽樣過程是模擬信號數(shù)字化的第一步，抽樣性能的優(yōu)劣關(guān)系到通信設(shè)備整個系統(tǒng)的性能指標。抽樣定理指出，一個頻帶受限信號m(t)，如果它的最高頻率為fh，則可以唯一地由頻率等于或大于2fh的樣值序列所決定。抽樣信號的時域與頻域變化過程如下圖所示。五、 實驗

48、模塊說明“PAM抽樣定理”模塊，該模塊主要由一個抽樣器與保持電容組成。一個完整的PAM電路組成如下圖所示。即在輸入、輸出端需加一低通濾波器。前一個低通濾波器是為了濾除高于fs2的輸入信號，防止出現(xiàn)頻譜混迭現(xiàn)象，產(chǎn)生混迭噪聲，影響恢復(fù)出的信號質(zhì)量。后面一低通濾波器是為了從抽樣序列中恢復(fù)出信號，濾除抽樣信號中的高次諧波分量。六、 實驗步驟1、 組件完整的PAM抽樣定理電路，選擇信號發(fā)生器產(chǎn)生16KHz、32KHZ的正弦波輸出信號。同時在信號A組產(chǎn)生1KHz信號，在信號B組產(chǎn)生125KHZ信號輸出，以及PAM所需的抽樣時鐘。2、 采樣沖擊串的測量：在“PAM抽樣定理”模塊的D(t)輸入端測量采樣沖擊

49、串，測量采樣信號的頻率。3、 模擬信號的加入：用短路線將“信號A組”輸出1KHz正弦信號與“PAM抽樣定理”模塊的信號輸入X端相連。4、 信號采樣的PAM序列觀察：在“PAM抽樣定理”模塊的輸出端可測量到輸入信號的采樣序列，用示波器比較采樣序列與原始信號的關(guān)系、及采樣序列與采樣沖擊串之間的關(guān)系。5、 PAM信號的恢復(fù)：用短路線將“PAM抽樣定理”模塊輸出端的采樣序列與“無源與有源濾波器” 單元的“八階切比雪夫低通濾波器”的輸入端相連。在濾波器的輸出端可測量出恢復(fù)出的模擬信號，用示波器比較恢復(fù)出的信號與原始信號的關(guān)系與差別。6、 短路連接“PAM抽樣定理”模塊的A與C端，重復(fù)上述實驗七、 實驗思

50、考1、在實驗電路中，采樣沖擊串不是理想的沖擊函數(shù)，通過這樣的沖擊序列所采樣的采樣信號譜的形狀是怎樣的？2、用短路器連接“PAM抽樣定理”模塊的A與C端，由外部信號源產(chǎn)生一65KHz的正弦信號送入“PAM抽樣定理”模塊中，再將采樣序列送入低通濾波器，用示波器測量恢復(fù)出來的信號是什么？為什么？實驗十 模擬濾波器實驗一、 實驗?zāi)康?、 掌握低通無源濾波器的設(shè)計；2、 學(xué)會將無源低通濾波器向帶通、高通濾波器的轉(zhuǎn)換；3、 了解常用有源低通濾波器、高通濾器、帶通濾波器、帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)與特性；4、 了解巴特沃茲低通濾器與切比雪夫低通濾波器的特點；5、 學(xué)會用信號源與示波器測量濾波器的頻響特性；二、 預(yù)備知

51、識1、 學(xué)習(xí)“模擬濾波器的逼近”；2、 系統(tǒng)函數(shù)的展開方法；3、 低通濾波器的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換方法；三、 實驗儀器1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 集成運算放大器4、 電阻電容電感5、 接地端四、 實驗原理模擬濾波器根據(jù)其通帶的特征可分為：（1） 低通濾波器；（2） 高通濾波器；（3） 帶通濾波器；（4） 帶阻濾波器；在這四類濾波器中，又以低通濾波器最為典型，其它幾種類型的濾波器均可從它轉(zhuǎn)化而來。對于模擬低通濾波器的設(shè)計方法，一般是通過逼近的設(shè)計方法。在最常用的濾波器中又以巴特沃思濾波器、切比雪夫濾波器最為常用。1、 巴特沃思濾波器其頻響特性為：特點：（1） 最大平坦性：其濾波器在0頻點處附近一

52、段范圍內(nèi)是非常平直的，它是以原點的最大平坦性來逼近理想低通濾波器；（2） 通帶、阻帶下降的單調(diào)性；（3） 具有良好的相頻特性；（4） 3dB的不變性：隨著N的增加，頻帶邊緣下降越陡峭，越接近理想特性。但不管N是多少，幅頻特性都通過-3dB點；2、 切比雪夫濾波器其頻響特性為：特點：（1） 所有曲線在時通過點，因而把定義為切比雪夫濾波器的截止角頻率。（2） 在通帶內(nèi)，在1和之間變化；在通帶外，單調(diào)下降。（3） 通帶內(nèi)波動均勻性。（4） 相位的非線性特性。五、 實驗?zāi)K說明“無源與有源濾波器”模塊，該模塊的布局右下圖所示：在該模塊上一共設(shè)計了四個無源濾波器與六個有源濾波器，下面從左到右逐一介紹濾波器的類型：（1） 四階無源巴特沃思低通濾波器，其元件取值為：（2） 四階無源巴特沃思帶通濾波器，其元件取值為：（3） 六階無源巴特沃思低通濾波器，其3dB點在2MHz處。其元件取值為：（4） 六階無源巴特沃思高通濾波器，其過渡頻率在2MHz處。其元件取值為：（5） 二階有源巴特沃思低通濾波器，其3dB點在50KHz。其元件取值為：（