信號(hào)與系統(tǒng)鋸齒波信號(hào)分解

PAGEPAGE47PAGEPAGE46信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)二鋸齒波信號(hào)的分解500HzuU55400HzUu44500HzuU55400HzUu44300HzuUuiiU33200HzuU 22100HzuU 11、掌握利用付氏級(jí)數(shù)諧波分析的方法。2、學(xué)習(xí)和掌握不同頻率的正弦波相位差是否為零的鑒別和測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理說(shuō)明電信號(hào)的分解原理任何電信號(hào)都是由各種不同頻率、幅度和初相的正弦波迭加而成的。對(duì)周期信號(hào)由它的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)可知，各次諧波為基波頻率的整數(shù)倍。而非周期信號(hào)包含了從零到無(wú)窮大的所有頻率成分，每一頻率成分的幅度均趨向無(wú)限小。如圖3－1鋸齒波信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為f(t)AA(sint1sin2t1sin3t)

（3－1）其中

2 2 32為鋸齒波信號(hào)的角頻率。T圖3－1鋸齒波由式（3－1）可知，鋸齒波信號(hào)中分別含有奇次諧波和偶次諧波的正弦分量。將鋸齒波信號(hào)通過(guò)一選頻網(wǎng)絡(luò)可以將鋸齒波信號(hào)中所包含的各次諧波分量提取出來(lái)。本實(shí)驗(yàn)采用有源帶通濾波器作為選頻網(wǎng)絡(luò)，共5路。各帶通濾波器的BW＝2Hz，如圖3－2所示。1圖3－2帶通濾波器實(shí)驗(yàn)三鋸齒波信號(hào)的分解實(shí)驗(yàn)三鋸齒波信號(hào)的分解將被測(cè)信號(hào)加到選頻網(wǎng)絡(luò)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)頻率的諧波分量。本實(shí)驗(yàn)采用的被測(cè)信號(hào)為100Hz的鋸齒波，通過(guò)各濾波器后，可觀察到233-3而2、4次諧波在理想情況下應(yīng)該無(wú)輸出信號(hào)，但實(shí)際上方波可能有少量失真以及受濾波器本身濾波特性的限制而使偶次諧波分量未能達(dá)到理想的情況。圖3－3鋸齒波的1、2、3次諧波實(shí)驗(yàn)電路圖電路框圖帶通濾波電路帶通濾波電路輸入B＝2Hz移相電路射隨器輸出w圖3-4電路框圖由雙運(yùn)放LM324組成帶通濾波電路（BW約2Hz）和射隨器；三極管9013組成移相電路，起到相位補(bǔ)償?shù)淖饔?。（共五路）?shí)驗(yàn)電路圖D224224C312TP3f1+12VTP3P1TP3A1C1R3185607IC301B4.7KR3176510KR31673C314輸入TP30151KR3112110KR315IC301C4.7uF61-12V5.1KR314918154B933+12V4.7uFC3164310uFC3171IC301A5.1KR313IC301D10R3651SG301輸出2113143 1268KR362102R364750K整P311IC306AP31211100K-12V4+12V5.1K56R367B圖3-5實(shí)驗(yàn)電路三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)布局圖見(jiàn)圖3-7所示A1、S401接于“2S402接于“2-3S403接于“SQUSG401、SG402、SG403相連，示波ATP4012、調(diào)整w402占空比，使其為90%。1 2 3 4 3、S403接于“TRIw403頻率為100Hz，幅度為0.5V有效值。4SG401SG3

TitleSizeBDate:File:

NumberJan-2004 SheetofC:\DocumentsandSettings\Administratrany5、示波器分別接于TP3f1TP3f2TP3f3TP3f4TP3f5位器，使其輸出最大。6、測(cè)量濾波器的幅頻特性。f(Hz)70f(Hz)7080909598100 102 105110120130Vi(V)V0(V)也可用同樣方法依次測(cè)出2f、3f…5f各次諧波的頻率特性，測(cè)量出個(gè)濾波器△ f、Q值。o o of其中：Q=o△f7、驗(yàn)證各高次諧波與基波之間的相位差是否為零。示波器工作方式為“ X-Y，用李沙育形法進(jìn)行測(cè)量。示波器的CH1TP3f1CH2分別接于TP3f2TP3f3TP3f4TP3f5號(hào)分解”電位器，并與圖3-6實(shí)驗(yàn)三鋸齒波信號(hào)的分解實(shí)驗(yàn)三鋸齒波信號(hào)的分解PAGEPAGE42PAGEPAGE43當(dāng)各高次諧波與基波波形如圖3—6所示相同時(shí)，則各次諧波與基波相位差為零，否則不為零。二次諧波與基波 四次諧波與基波 三次諧波與基波 五次諧波與基波圖3—6各高次諧波與基波相位比較四實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，要求。整理?shù)據(jù)，并畫(huà)出各次諧波分量的幅頻響應(yīng)圖。測(cè)量各次諧波濾波器的△f，并計(jì)算各Q用李沙育圖形分析不同頻率的正弦波相位差是否為零的鑒別方法。五實(shí)驗(yàn)設(shè)備雙蹤示波器 1臺(tái)信號(hào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)注：實(shí)測(cè)參考波形：TP301注-1鋸齒波激勵(lì)信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)TP3f1TP3f2TP3f3TP3f4

注-2鋸齒波基波注-3注-4