信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、目 錄實(shí)驗(yàn)一 非正弦周期信號(hào)的分解與合成1實(shí)驗(yàn)二 信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏?實(shí)驗(yàn)三 無(wú)源與有源濾波器6實(shí)驗(yàn)四 全通濾波器9實(shí)驗(yàn)五 信號(hào)的采樣與恢復(fù)11TKSS-D型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱13實(shí)驗(yàn)一 非正弦周期信號(hào)的分解與合成一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用同時(shí)分析法觀測(cè)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(cè)基波和其諧波的合成。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1TKSS-D型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理1任何電信號(hào)都是由各種不同頻率、幅值和初相的正弦波迭加而成的。對(duì)于周期信號(hào)由它的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式可知，各次諧波的頻率為基波頻率的整數(shù)倍。非正弦周期信號(hào)包含了從零到無(wú)窮大的所有頻率成份

2、，每一頻率成份的幅值相對(duì)大小是不同的。將被測(cè)方波信號(hào)加到分別調(diào)諧于其基波和各奇次諧波頻率的電路上。從每一帶通濾波器的輸出端可以用示波器觀察到相應(yīng)頻率的正弦波。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示，其中所用的被測(cè)信號(hào)是50Hz的方波。2實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)圖 圖31實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖圖31中LPF為低通濾波器，可分解出非正弦周期信號(hào)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。3各種不同的波形及其傅氏級(jí)數(shù)的表達(dá)式分別為 方波 三角波 半波 全波 矩形波 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使其輸出50Hz的方波信號(hào)，并將其接至信號(hào)分解實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸入端，再細(xì)調(diào)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

3、的輸出頻率，使該模塊的基波50Hz成分BPF的輸出幅度為最大。2將BPF1BPF6的輸出分別接至示波器，觀測(cè)各次諧波的幅值，并列表記錄。3將方波分解所得的基波、三次諧波分別接至加法器的相應(yīng)輸入端，觀測(cè)加法器的輸出波形，并記錄之。4在步驟3的基礎(chǔ)上，再將五次諧波分量加到加法器的輸入端，觀測(cè)相加后的合成波形，并記錄之。5分別將50Hz正弦半波、全波、矩形波和三角波的輸出信號(hào)接至50Hz電信號(hào)分解與合成模塊的輸入端，觀測(cè)其基波及各次諧波的頻率和幅度，并記錄之。6將50Hz單相正弦半波、全波、矩形波和三角波的基波和諧波分量接至加法器相應(yīng)的輸入端，觀測(cè)加法器的輸出波形，并記錄之。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)

4、量所得的數(shù)據(jù)，在同一坐標(biāo)紙上繪制方波及其分解后所得的基波和各次諧波的波形，并畫出其頻譜圖。2將所得的基波和三次諧波及其合成后的波形一同繪制在同一坐標(biāo)紙上。3將所得的基波、三次諧波、五次諧波及三者合成的波形一同繪制在同一坐標(biāo)紙上，并把實(shí)驗(yàn)步驟3所觀測(cè)到的合成波形也繪制在同一坐標(biāo)紙上，進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)二 信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏斠?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?了解信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)幕驹恚?熟悉信號(hào)無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1TKSS-D型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)源（或有源）的無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)；2令幅值固定、頻率可變化的正弦信號(hào)作為系統(tǒng)的輸入信號(hào)，測(cè)量系統(tǒng)輸出信號(hào)的幅值和

5、相位（用李沙育圖形法）。四、實(shí)驗(yàn)原理1信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏斒侵竿ㄟ^(guò)系統(tǒng)后輸出信號(hào)的波形與輸入信號(hào)的波形完全相同,只有幅值上的差異和產(chǎn)生一定的延遲時(shí)間,具有這種特性的系統(tǒng)稱為無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)。令輸入信號(hào)為X（t）,則系統(tǒng)的輸出為 Y(t)=kx(t-t0) 式中k,t0為常量，對(duì)上式取付氏變換，則有|H|k k為常數(shù) t0>02實(shí)驗(yàn)電路系統(tǒng) 圖81無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)碾娐穲D 其中R1=R2=20k，C1=C2=1uF 它的頻率特性為 五、實(shí)驗(yàn)步驟 1利用本實(shí)驗(yàn)箱上“通用電路單元一”中相關(guān)元件組成圖8-1所示的模擬電路。 2在模擬電路的輸入端輸入一個(gè)正弦信號(hào)，并改變其頻率，用示波器觀察輸出信號(hào)的幅值和相位

6、。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫出信號(hào)無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的模擬電路。2分析無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如果、，則系統(tǒng)的|H(j)|和會(huì)產(chǎn)生什么變化？七、實(shí)驗(yàn)思考題1為什么輸出信號(hào)波形與輸入信號(hào)波形相同？2信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)與全通濾波器有何不同？實(shí)驗(yàn)三 無(wú)源與有源濾波器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解RC無(wú)源和有源濾波器的種類、基本結(jié)構(gòu)及其特性；2分析和對(duì)比無(wú)源和有源濾波器的濾波特性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1TKSS-D型信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1測(cè)試無(wú)源和有源LPF(低通濾波器)的幅頻特性； 2測(cè)試無(wú)源和有源HPF(高通濾波器)的幅頻特性； 3測(cè)試無(wú)源和有源BPF(帶通濾波器)的幅頻特性； 4測(cè)試無(wú)源和

7、有源BEF(帶阻濾波器)的幅頻特性；四、實(shí)驗(yàn)原理1濾波器是對(duì)輸入信號(hào)的頻率具有選擇性的一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，它允許某些頻率（通常是某個(gè)頻率范圍）的信號(hào)通過(guò)，而其它頻率的信號(hào)幅值均要受到衰減或抑制。這些網(wǎng)絡(luò)可以由RLC元件或RC元件構(gòu)成的無(wú)源濾波器，也可由RC元件和有源器件構(gòu)成的有源濾波器。根據(jù)幅頻特性所表示的通過(guò)或阻止信號(hào)頻率范圍的不同，濾波器可分為低通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）、帶通濾波器（BPF）、和帶阻濾波器（BEF）四種。圖9-1分別為四種濾波器的實(shí)際幅頻特性的示意圖。     圖9-1 四種濾波器的幅頻特性2四種濾波器的傳遞函數(shù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路如圖9

8、-2所示： (a)無(wú)源低通濾波器 (b)有源低通濾波器    (c) 無(wú)源高通濾波器 (d)有源高通濾波器 (e)無(wú)源帶通濾波器 (f)有源帶通濾波器 (g)無(wú)源帶阻濾波器 (h)有源帶阻濾波器 圖9-2 四種濾波器的實(shí)驗(yàn)電路3濾波器的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H（j），又稱為正弦傳遞函數(shù)，它可用下式表示 式中A()為濾波器的幅頻特性，為濾波器的相頻特性。它們均可通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)測(cè)量。五、實(shí)驗(yàn)步驟1測(cè)試無(wú)源和有源低通濾波器的幅頻特性實(shí)驗(yàn)線路如下圖所示：將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出接濾波器的輸入口，實(shí)驗(yàn)時(shí)，在保持正弦波信號(hào)輸出電壓幅值（Ui）不變的情況下，逐漸改變其輸出頻率，用示波器或?qū)嶒?yàn)箱提供的交

9、流數(shù)字電壓表（f200KHz），測(cè)量RC濾波器輸出端的電壓U0。當(dāng)改變信號(hào)源頻率時(shí)，都應(yīng)觀測(cè)一下Ui是否保持穩(wěn)定，數(shù)據(jù)如有改變應(yīng)及時(shí)調(diào)整。2分別測(cè)試無(wú)源、有源HPF、BPF、BEF的幅頻特性。 注意：濾波器的輸入信號(hào)幅度不宜過(guò)大，對(duì)有源濾波器實(shí)驗(yàn)一般不要超過(guò)5V。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量所得數(shù)據(jù)，繪制各類濾波器的幅頻特性曲線。注意應(yīng)將同類型的無(wú)源和有源濾波器幅頻特性繪制在同一坐標(biāo)平面上，以便比較并計(jì)算出特征頻率、截止頻率和通頻帶。2比較分析各類無(wú)源和有源濾器的濾波特性。七、實(shí)驗(yàn)思考題1示波器所測(cè)濾波器的實(shí)際幅頻特性與理想幅頻特性有何區(qū)別？2如果要實(shí)現(xiàn)LPF、HPF、BPF、BEF源濾器之間的

10、轉(zhuǎn)換，應(yīng)如何連接？實(shí)驗(yàn)四 全通濾波器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解全通濾波器零、極點(diǎn)分布的特點(diǎn)及其模擬電路；2了解全通濾波器的特性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1TKSS-D型信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1利用R、C元件構(gòu)造一個(gè)全通濾波器的模擬電路； 2研究全通濾波器的濾波特性。四、實(shí)驗(yàn)原理 1如果線性系統(tǒng)的所有零點(diǎn)都位于S平面的右側(cè)，且它們與極點(diǎn)均以虛軸互成鏡像對(duì)稱分布，如圖101所示，這種濾波器系統(tǒng)稱為全通濾波器。所謂“全通”是指其幅頻特性為一常數(shù)，即對(duì)于任何頻率的正弦信號(hào)，系統(tǒng)的增益都相等，這個(gè)結(jié)論從圖111的零點(diǎn)極點(diǎn)分布圖能清楚地看到。 圖101 全通濾波器的零、極點(diǎn)分布2實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路圖1

11、02 全通濾波器的模擬電路由電路得： 所以 零、極點(diǎn)分布完全符合全通濾波器的要求，它的幅頻值為 令Ui=Uimsint,其中Uim保持定值,改變信號(hào)的頻率,觀測(cè)并測(cè)量輸出信號(hào)Uo的幅值U0m。五、實(shí)驗(yàn)步驟1將“函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”的輸出端與全通濾波器電路的輸入端相連，將其輸出端接示波器的Y軸。2實(shí)驗(yàn)時(shí)保持信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的幅值不變，每改變它的一個(gè)頻率，觀測(cè)濾波器輸出信號(hào)的幅值是否等于輸入信號(hào)的幅值。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1畫出全通濾波器的模擬電路圖，并標(biāo)明電路中相關(guān)元件的參數(shù)值。 2根據(jù)全通濾波器的輸入輸出測(cè)量信號(hào)，分析全通通濾波器的特性。七、實(shí)驗(yàn)思考題 1為什么全通濾波器輸出信號(hào)的幅值不隨輸入信號(hào)的頻

12、率改變而改變？ 2全通濾波器輸出信號(hào)的相位是否與輸入信號(hào)的相位相等？實(shí)驗(yàn)五 信號(hào)的采樣與恢復(fù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解電信號(hào)的采樣方法與過(guò)程及信號(hào)的恢復(fù)。2驗(yàn)證采樣定理。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1TKSS-D型信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1研究正弦信號(hào)被采樣的過(guò)程以及采樣后的離散化信號(hào)恢復(fù)為連續(xù)信號(hào)的波形。2用采樣定理分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。四、實(shí)驗(yàn)原理1離散時(shí)間信號(hào)可以從離散信號(hào)源獲得，也可以從連續(xù)時(shí)間信號(hào)經(jīng)采樣而獲得。采樣信號(hào)fs（t）可以看成連續(xù)信號(hào)f（t）和一組開(kāi)關(guān)函數(shù)S（t）的乘積。S（t）是一組周期性窄脈沖。由對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分析可知，采樣信號(hào)的頻譜包括了原連續(xù)信號(hào)以及無(wú)限多個(gè)經(jīng)過(guò)

13、平移的原信號(hào)頻譜。平移的頻率等于采樣頻率fs及其諧波頻率2fs、3fs· · · 。當(dāng)采樣后的信號(hào)是周期性窄脈沖時(shí)，平移后的信號(hào)頻率的幅度按（sinx）/x規(guī)律衰減。采樣信號(hào)的頻譜是原信號(hào)頻譜的周期性延拓，它占有的頻帶要比原信號(hào)頻譜寬得多。2采樣信號(hào)在一定條件下可以恢復(fù)原來(lái)的信號(hào)，只要用一截止頻率等于原信號(hào)頻譜中最高頻率fn的低通濾波器，濾去信號(hào)中所有的高頻分量，就得到只包含原信號(hào)頻譜的全部?jī)?nèi)容，即低通濾波器的輸出為恢復(fù)后的原信號(hào)。3原信號(hào)得以恢復(fù)的條件是fs2B，其中fs為采樣頻率，B為原信號(hào)占有的頻帶寬度。Fmin=2B為最低采樣頻率。當(dāng)fs<2B時(shí)，采

14、樣信號(hào)的頻譜會(huì)發(fā)生混迭，所以無(wú)法用低通濾波器獲得原信號(hào)頻譜的全部?jī)?nèi)容。在實(shí)際使用時(shí)，一般取fs=（510）B倍。實(shí)驗(yàn)中選用fs<2B、fs=2B、fs>2B三種采樣頻率對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行采樣，以驗(yàn)證采樣定理¾要是信號(hào)采樣后能不失真的還原，采樣頻率fs必須遠(yuǎn)大于信號(hào)頻率中最高頻率的兩倍。4用下面的框圖表示對(duì)連續(xù)信號(hào)的采樣和對(duì)采樣信號(hào)的恢復(fù)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)時(shí)，除選用足夠高的采樣頻率外，還常采用前置低通濾波器來(lái)防止信號(hào)頻譜的過(guò)寬而造成采樣后信號(hào)頻譜的混迭。 圖 121信號(hào)的采樣與恢復(fù)原理框圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1連接一采樣信號(hào)（方波）發(fā)生器、采樣器、低通濾波器組成的采樣與恢復(fù)電路（可參考本實(shí)驗(yàn)箱

15、的“信號(hào)的采樣與恢復(fù)”實(shí)驗(yàn)單元）。2在信號(hào)采樣與恢復(fù)實(shí)驗(yàn)單元的輸入端輸入一頻率為100Hz左右的正弦信號(hào)，然后調(diào)節(jié)方波發(fā)生器的輸出頻率在800Hz左右，觀察采樣輸出信號(hào)以及通過(guò)低通濾波器后的恢復(fù)信號(hào)。3改變輸入信號(hào)的頻率，再觀察采樣輸出信號(hào)以及通過(guò)低通濾波器后的恢復(fù)信號(hào)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1繪制原始的連續(xù)信號(hào)、采樣后信號(hào)以及采樣信號(hào)恢復(fù)為原始信號(hào)的波形。2分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并作出評(píng)述。TKSS-D型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱使用說(shuō)明書(shū)TKSS-D型信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱是我公司根據(jù)高等教育“九五”國(guó)家級(jí)重點(diǎn)教材（清華大學(xué)鄭君理等編著），并結(jié)合教學(xué)和實(shí)踐的需要而進(jìn)行精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，適用于高校的信號(hào)與系統(tǒng)、通信等專業(yè)

16、實(shí)驗(yàn)教學(xué)。它集實(shí)驗(yàn)?zāi)K、交直流毫伏表、穩(wěn)壓源、信號(hào)源、頻率計(jì)及數(shù)據(jù)采集卡于一體，結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定可靠，實(shí)驗(yàn)靈活方便，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。本實(shí)驗(yàn)箱主要是由一整塊雙面敷銅印刷線路板構(gòu)成，其正面（非敷銅面）印有清晰的圖形線條、字符，使其功能一目了然。板上提供實(shí)驗(yàn)必需的信號(hào)源、頻率計(jì)、交直流毫伏表及數(shù)據(jù)采集卡等。故本實(shí)驗(yàn)箱具有實(shí)驗(yàn)功能強(qiáng)、資源豐富，使用靈活，接線可靠，操作快捷，維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)箱所有的元器件均經(jīng)精心挑選，屬于優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，可放心讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)功能板放置并固定在體積為0.62m×0.36m×0.14m的鋁合金保護(hù)箱內(nèi)，凈重6kg，造型美觀大方。一、

17、組成和使用1.實(shí)驗(yàn)箱的供電實(shí)驗(yàn)箱的后方設(shè)有帶保險(xiǎn)絲管（0.5A）的220V單相交流三芯電源插座（配有三芯插頭電源線一根）。箱內(nèi)設(shè)有三只降壓變壓器，為實(shí)驗(yàn)板提供多組低壓交流電源。2.一塊大型（580mm×320mm）雙面敷銅印刷線路板,正面絲印有清晰的各部件、元器件的圖形、線條和字符，并焊有實(shí)驗(yàn)所需的元器件。該板上包含著以下各部分內(nèi)容：（1）正面左下方裝有帶燈電源總開(kāi)關(guān)。（2）60多只高可靠的自鎖緊式、防轉(zhuǎn)、疊插式二號(hào)插座。它們與固定器件、線路的連線已設(shè)計(jì)在印刷線路板上。插件采用直插彈性結(jié)構(gòu)，其插頭與插座之間的導(dǎo)電接觸面很大，接觸電阻極其微?。ń佑|電阻0.003，使用壽命>100

18、00次以上），同時(shí)插頭與插頭之間可以疊插，從而可形成一個(gè)立體布線空間，使用起來(lái)極為方便。而在實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)部，則用一號(hào)臺(tái)階作為各連接點(diǎn)，用配套的一號(hào)導(dǎo)線連接，這樣可縮小布局空間及層次更加分明(3) 本實(shí)驗(yàn)箱裝有兩只多圈可調(diào)的精密電位器（1K、10K各一只）和碳膜電位器100K 1只，供在通用電路模塊組成實(shí)驗(yàn)電路時(shí)用。(4) 豐富的實(shí)驗(yàn)?zāi)K本實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是采用模塊化設(shè)計(jì)的，這樣更方便了實(shí)驗(yàn)教學(xué)具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)K有：1）通用電路單元（包括“通用電路單元一”、“通用電路單元二”、“通用電路單元三”、“通用電路單元四”等）2）零輸入、零狀態(tài)、及完全響應(yīng)3）50Hz非正弦周期信號(hào)的分解與合成4）無(wú)源濾波器和

19、有源濾波器特性的觀測(cè)5）全通濾波器6）信號(hào)的采樣與恢復(fù)7）調(diào)制與解調(diào)；頻分復(fù)用8）脈沖編碼調(diào)制（PCM）9）數(shù)字多路傳輸系統(tǒng)（時(shí)分復(fù)用）10）開(kāi)關(guān)電容濾波器11）系統(tǒng)的能控性和能觀性12）二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡的顯示（5）直流穩(wěn)壓電源提供四路±5V，0.5A和±15V，0.5A直流穩(wěn)壓電源，每路均有短路保護(hù)自恢復(fù)功能，只要開(kāi)啟電源總開(kāi)關(guān)，就有相應(yīng)的電壓輸出，并有響應(yīng)發(fā)光二極管指示。（6）非正弦多波形信號(hào)發(fā)生器提供50Hz半波、全波、方波、矩形波、三角波共五種波形,半波由交流電半波整流得到，全波由交流電全波整流得到，方波、矩形波由運(yùn)放加外圍器件構(gòu)成，三角波是在方波的基礎(chǔ)上加了一個(gè)由

20、運(yùn)放和電容構(gòu)成的積分環(huán)節(jié)而得到。(7) 階躍信號(hào)發(fā)生器階躍信號(hào)發(fā)生器主要為本實(shí)驗(yàn)箱提供單位階躍信號(hào)而設(shè)計(jì)的。當(dāng)鈕子開(kāi)關(guān)打到正輸出時(shí)，調(diào)節(jié)電位器RP1，“A”點(diǎn)輸出為05V連續(xù)可調(diào)的直流電壓，按下白色的復(fù)位按鈕，則“B”點(diǎn)輸出為相應(yīng)的05V連續(xù)可調(diào)階躍信號(hào)。鈕子開(kāi)關(guān)打到負(fù)輸出時(shí)，調(diào)節(jié)電位器RP2，“A” 點(diǎn)輸出為05V連續(xù)可調(diào)的直流電壓，按下白色的復(fù)位按鈕，則“B”點(diǎn)輸出為相應(yīng)的05V的連續(xù)可調(diào)階躍信號(hào)。(8) 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器本信號(hào)發(fā)生器由單片集成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器ICL8038及外圍電路、功率放大電路等組合而成。其輸出頻率范圍為2Hz150KHz，由“頻段選擇”開(kāi)關(guān)(粗調(diào)分五檔)和“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕

21、(細(xì)調(diào))進(jìn)行調(diào)節(jié)。輸出幅度峰峰值為016Vp-p，由“幅度調(diào)節(jié)”旋鈕進(jìn)行細(xì)調(diào)。使用時(shí)，只要開(kāi)啟函數(shù)信號(hào)發(fā)生器分開(kāi)關(guān)，信號(hào)源即進(jìn)入工作狀態(tài)。輸出波形分正弦波、方波和三角波三種，由“波形選擇”開(kāi)關(guān)選擇，輸出阻抗為50，當(dāng)負(fù)載電阻為50時(shí)，輸出幅值為開(kāi)路輸出值的一半。(9) 頻率計(jì)本頻率計(jì)是由單片機(jī)89C51和六位共陰極LED數(shù)碼管設(shè)計(jì)而成的，具有輸入阻抗大和靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。其分辨率為1Hz，測(cè)頻范圍為1Hz10MHz，靈敏度為100mV，輸入阻抗1M，閘門時(shí)間1秒。將頻率計(jì)處開(kāi)關(guān)(內(nèi)測(cè)/外測(cè))置于“內(nèi)測(cè)”，即可測(cè)量“函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”本身的信號(hào)輸出頻率。將開(kāi)關(guān)置于“外測(cè)”，則頻率計(jì)顯示由“輸入”插口

22、輸入的被測(cè)信號(hào)的頻率。注：將“內(nèi)測(cè)/外測(cè)”開(kāi)關(guān)置于“外測(cè)”處，而輸入插口沒(méi)接被測(cè)信號(hào)時(shí)，頻率計(jì)會(huì)顯示一定數(shù)值的頻率，這是由于頻率計(jì)的輸入阻抗大，靈敏度高，從而感應(yīng)到一定數(shù)值的頻率。此現(xiàn)象并不影響內(nèi)外測(cè)頻。(10) 直流數(shù)字電壓表 直流數(shù)字電壓表有三個(gè)檔位。滿度為200mV量程, 2V量程,20V量程，能完成對(duì)直流電壓的準(zhǔn)確測(cè)量,測(cè)量誤差不超過(guò)5。(11) 數(shù)字式真有效值交流毫伏表本機(jī)采用的交流毫伏表具有頻帶較寬、精度高、數(shù)字顯示和“真有效值”的特點(diǎn)，測(cè)量范圍：020V，分200mV、2V、20V三檔，直鍵開(kāi)關(guān)切換，三位半數(shù)顯，頻帶范圍10Hz1MHz，基本測(cè)量精度±0.5，即使測(cè)試遠(yuǎn)

23、離正弦波形狀的窄脈沖信號(hào)，也能測(cè)得精確的有效值大小，其適用的波峰因數(shù)范圍達(dá)到10。真有效值交流電壓表由輸入衰減器、阻抗變換器、定值放大器、真有效值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器和LED顯示器組成。輸入衰減器用來(lái)將大于2V的信號(hào)衰減，定值放大器用來(lái)將小于200mV的信號(hào)放大。本機(jī)AC/DC轉(zhuǎn)換由一塊寬頻帶、高精度的真有效值轉(zhuǎn)換器完成，它能將輸入的交流信號(hào)不論是正弦波、三角波、方波、鋸齒波，甚至窄脈沖波，精確的轉(zhuǎn)換成與其有效值大小等價(jià)的直流信號(hào)，再經(jīng)濾波器濾波后加到A/D轉(zhuǎn)換器，變成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，最后由LED顯示出來(lái)。(12) 虛擬示波器A. 測(cè)量范圍：幅度：衰減0db 2.4VP-P

24、衰減20db 20VP-P頻率范圍：10Hz44KHz直流：±5VB. 采集卡使用說(shuō)明A）安裝方法：本程序?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)WINDOWS的應(yīng)用程序，安裝方法與其它程序安裝方法相同，具體如下：1）將DOSCI-1000的安裝光盤放入電腦光驅(qū)中（其它如U盤），打開(kāi)該盤符，點(diǎn)擊SETUP.EXE。2）當(dāng)出現(xiàn)安裝路徑時(shí)，點(diǎn)擊更改目錄，選擇安裝到（C：SBQ）的目錄下。3）點(diǎn)擊安裝按鈕，即可完成本程序的安裝。B）應(yīng)用程序的使用1）點(diǎn)擊開(kāi)始菜單，選擇程序，選擇DOSCI-1000即可打開(kāi)應(yīng)用程序。2）出現(xiàn)如下提示畫面，請(qǐng)等待1S即可進(jìn)入主菜單3）主菜單如下：4）用RS232串口線將采集卡的通訊端口與計(jì)算機(jī)

25、的COM口相連，點(diǎn)擊開(kāi)始即可使用本系統(tǒng)。C）程序菜單功能說(shuō)明1）文件按鈕保存圖像：點(diǎn)擊該按鈕出現(xiàn)如下界面： 選擇路徑和輸入文件，點(diǎn)擊保存按鈕，即可把當(dāng)前的波形圖保存。 打?。狐c(diǎn)擊該按鈕即可將當(dāng)前波形圖打印出來(lái)。 退出：點(diǎn)擊該按鈕可退出本系統(tǒng)。2）設(shè)置按鈕 系統(tǒng)設(shè)置：點(diǎn)擊該按鈕可進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置畫面用“設(shè)置”菜單中的菜單項(xiàng)，可進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，數(shù)據(jù)列表，串口配置，設(shè)備選擇。系統(tǒng)設(shè)置中可對(duì)示波器的一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。如兩個(gè)通道的正反方向，電壓的上限幅度，采樣倍數(shù)，工作模式，繪圖方法以及背景設(shè)置。設(shè)置電壓的上限可限制輸入波形的幅度，如果輸入的幅度大于設(shè)定值，示波器顯示的波形將自動(dòng)停止，此時(shí)需按停止按鈕，再重新

26、啟動(dòng)，也可保存此波形；改變采樣倍數(shù)的參數(shù)可改變采樣波形的點(diǎn)數(shù)；工作模式分普通模式和二階模式，一般工作于普通模式下, 對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域的測(cè)量，類似與普通示波器的功能，在做二階系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)需選用二階模式；繪圖方法可實(shí)現(xiàn)繪線還是繪點(diǎn)方式，尤其在做信號(hào)的采樣與恢復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)采樣器出來(lái)的波形用繪點(diǎn)方式比較直觀一點(diǎn)；背景設(shè)置中有黑色，白色，綠色三種顏色，對(duì)打印波形時(shí)提供了很大的方便。數(shù)據(jù)列表：點(diǎn)擊該按鈕，可顯示當(dāng)前的波形數(shù)據(jù)（當(dāng)選擇畫面上的數(shù)據(jù)庫(kù)按鈕），界面如下：串口設(shè)置：點(diǎn)擊該按紐即可進(jìn)入串口選擇畫面，如下：設(shè)備選擇：本按紐目前無(wú)效3）幫助菜單關(guān)于：點(diǎn)擊該按紐出現(xiàn)如下畫面：幫助：點(diǎn)擊該按鈕可以打開(kāi)本程序的使

27、用說(shuō)明，及其它注意事項(xiàng)。4）主畫面介紹：狀態(tài)欄：顯示當(dāng)前工作參數(shù)等信息。采樣率：點(diǎn)擊該按鈕可以設(shè)置當(dāng)前采樣速率（調(diào)節(jié)下面劃條可以細(xì)調(diào)），共分7檔，最大為1MSPS。分別為1Hz985Hz, 1KHz21KHz, 20KHz53KHz, 50KHz115KHz, 100KHz263KHz, 250KHz512KHz, 500KHz991KHz, 細(xì)調(diào)可用鼠標(biāo)移動(dòng)中間的游標(biāo)。在觀測(cè)波形時(shí)須選擇合適的采樣率，尤其在觀測(cè)全域掃頻時(shí)，需不斷的改變其采樣率時(shí)基：點(diǎn)擊該按鈕可以設(shè)置當(dāng)前顯示的時(shí)基，共分4檔。時(shí)基分為2us，20us，200us，2ms，20ms，默認(rèn)值為2us。模式：點(diǎn)擊該按鈕可以設(shè)置當(dāng)前的顯示模式，共分4種模式。模式分為CH1，CH2，CH1+CH2，X-Y四種方式。啟動(dòng)：點(diǎn)擊該按鈕即可顯示當(dāng)前信號(hào)波形。停止：點(diǎn)擊該按鈕即可停止與采集板連接，停止顯示實(shí)時(shí)波形。功能設(shè)置：本功能框用于設(shè)置同步觸發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)等功能（數(shù)據(jù)庫(kù)操作比較慢）。衰減：設(shè)置X、Y通道的幅度顯示倍數(shù)。信號(hào)發(fā)生器：目前不能使用。(14) 本實(shí)驗(yàn)箱附有充足的長(zhǎng)短不一的實(shí)驗(yàn)專用連接導(dǎo)線一套。3.實(shí)驗(yàn)面板上設(shè)有可裝、卸固定線路實(shí)驗(yàn)小板的藍(lán)色固定插座四只，可采用固定線路