信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-060508 - 圖文

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實(shí)驗(yàn)一信號(hào)頻譜的分析

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、學(xué)習(xí)頻譜分析儀的用法。

2、實(shí)際觀察各種信號(hào)的頻譜的分布，與理論分析相比較，以便深入理解信號(hào)頻譜的意義。3、了解實(shí)際的信號(hào)的頻譜分布情況

二、實(shí)驗(yàn)儀器

1．雙蹤示波器（TDS2023）2．低頻函數(shù)發(fā)生器（）3．高頻信號(hào)發(fā)生器（QF1055A）4．頻譜分析儀（）

三、預(yù)習(xí)要求

1．復(fù)習(xí)信號(hào)頻譜分析的原理；2．了解時(shí)域與頻域之間的關(guān)系；

3．實(shí)驗(yàn)用電子儀器的基本原理和使用方法。

四、實(shí)驗(yàn)原理

傅里葉變換

非周期信號(hào)的頻譜函數(shù)

F(j?)?|F(?)|ej?(?)

習(xí)慣上將|F(ω)|~ω的關(guān)系曲線稱為非周期信號(hào)的幅度頻譜(F(ω)并不是幅度!)。而將φ(ω)~ω曲線稱為相位頻譜，它們都是ω的連續(xù)函數(shù)。頻譜分析儀的作用就是畫出|F(ω)|~ω的關(guān)系曲線

五、實(shí)驗(yàn)步驟及內(nèi)容

1、打開函數(shù)發(fā)生器，分別產(chǎn)生正弦波，方波，三角波，鋸齒波，窄脈沖等周期信號(hào)，用頻譜分析儀觀察記錄其頻譜圖。

2、用高頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生正弦波，調(diào)幅波，調(diào)頻波，用頻譜分析儀觀察記錄其頻譜圖。3、將頻譜分析儀連接接收天線，觀察空間發(fā)射的電波的頻譜，記錄各廣播電臺(tái)的頻譜圖。測量其中心頻率和帶寬。

六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1、詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)中觀察的各種信號(hào)的時(shí)域波形圖和頻域的頻譜圖

2、對周期信號(hào)與非周期信號(hào)的頻譜進(jìn)行比較，從理論和實(shí)際觀察兩個(gè)方面分析二者之間的差異

3、對已調(diào)制信號(hào)的頻譜載波的頻譜進(jìn)行觀察和比較

七、實(shí)驗(yàn)研究與思考

1、周期信號(hào)與非周期信號(hào)的頻譜有何差異？2、實(shí)際發(fā)射的調(diào)制信號(hào)的頻帶寬度大致是多少？

實(shí)驗(yàn)二系統(tǒng)頻率特性的測量

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握二階網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成方法。2、掌握二階網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)響應(yīng)特性。3、了解二階網(wǎng)絡(luò)波特圖的測量方法。

二、實(shí)驗(yàn)儀器

1、雙蹤示波器（TDS2023）2、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱3、二階系統(tǒng)分析模塊一塊

三、預(yù)習(xí)要求

1．復(fù)習(xí)二階系統(tǒng)的原理；2．了解二階網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)響應(yīng)特性；3．了解二階網(wǎng)絡(luò)波特圖的測量方法；4．實(shí)驗(yàn)用電子儀器的基本原理和使用方法。

四、實(shí)驗(yàn)原理

1、波特圖

頻率特性曲線是實(shí)際中用的最多的頻率特性形式，而波特圖則是描述頻率特性曲線的一種很好方式，同時(shí)波特圖提出用對數(shù)坐標(biāo)繪制波特圖的方法，簡化了計(jì)算和作圖。

下面分析波特圖的繪制原理：

設(shè)系統(tǒng)傳函為

H(?)?H(?)ej?H(?)對其兩邊取自然對數(shù)，有

ln??H??????lnH????j?H????G????j?H???

式中，G????lnH???稱為對數(shù)增益，簡稱為增益,?H???是相位，單位為弧度或度。工程應(yīng)用中增益通常用分貝（dB）為單位表示，此時(shí)應(yīng)對H???取常用對數(shù)并乘以20，即

G????20lgH???（dB）

工程應(yīng)用中，通常將頻率坐標(biāo)用對數(shù)尺度表示，稱以系統(tǒng)頻率響應(yīng)模的對數(shù)和相位大小關(guān)于對數(shù)頻率坐標(biāo)所作出的頻率特性曲線為波特圖。其中G???～20lg?曲線稱為幅度波特圖，?H???～20lg?曲線稱為相位波特圖。

2、二階系統(tǒng)

在電路系統(tǒng)中，二階系統(tǒng)是一階系統(tǒng)的擴(kuò)展，與一階系統(tǒng)一樣是構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)基本單元。一般二階系統(tǒng)的構(gòu)成電路如下圖：

圖2-7-1二階系統(tǒng)

二階系統(tǒng)的傳輸函數(shù)一般可以寫成：

?n2H(s)?2s?2??ns??n?

其中

?n?1RC??LC,2L二階網(wǎng)絡(luò)的頻響函數(shù)可以進(jìn)一步化解為：

?n2?b?b2?4acH(?)??22(j?)?2??nj???n(j??C1)(j??C2)

C1????n??n?2?1

C2????n??n?2?1

在二階系統(tǒng)中ξ為二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)，當(dāng)0＜ξ＜1時(shí)系統(tǒng)處于欠阻尼振蕩，其單位

沖激響應(yīng)是一個(gè)振蕩的過程。當(dāng)ξ＞1時(shí)系統(tǒng)處于過阻尼振蕩，其單位沖激響應(yīng)是一個(gè)衰減過程。