信号系统实验指导书

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1、西 南 大 学信号与系统实验指导书主编 王世元审核 赵保刚校对 杨 艺西南大学电气信息工程学院二八年三月1 / 28序信号是信息的载体，携带信息的信号通过适当的网络或系统，才能实现有效的传递。信号与系统实验是电子信息类专业学生的一间极其重要的基础实验课程，它起到承前 (电路分析实验)，与启后 (数字信号处理实验)，的作用。通过到东南大学、南京航空航天大学、南京邮电学院、解放军理工大学等高校实地调研的基础上，我们根据当前电子信息类电工屯子课程大平台的新课程体系的流行趋势，充分考虑电子信息类专业的特殊要求，编排了这门独立实验课程。 在内容安排上，本实验课程在传统内容与现代内容之间作了合理取舍。重点

2、突出信号监测与分析仪表的使用、多种信号的观测、信号的分解与合成、信号通过线性系统发生的变化、线性系统的输入输出关系、信号的抽样与恢复等等。在实施方法上，依托多功能电子实验平台，力求丰富实验内容，简化实验方法与步骤，化抽象为具体，让学员通过多观察、多测试、多分析，理论联系实际，举一反三，融会贯通，掌握观察、测试和分析电子信号的基本方法和基本工具，培养信息处理和加工能力，为以后在电子信息领域的发明创造打下牢固的基础。 在实验的具体编排上，一方面按照循序渐进的原则，逐步加深实验内容，注意前后实验之间的穿插与重复，强化基本实验技能的培养；另一方面在学生能够理解的前提下，适当安排比较有新意的内容，保证实

3、验内容的丰富性、生动性，增强学生对信号与系统实验课程的兴趣。1 / 28目录基本电子测量仪表的工作原理与信号系统实验箱简介4 实验一信号波形的观察与测试10实验二信号的频域分析11实验三信号合成14实验四无源滤波器与有源滤波器15 实验五信号通过线性系统19 实验六基本运算单元22 实验七信号的抽样及恢复25实验八连续时间系统模拟28 2 / 28基本电子测量仪表的工作原理与信号系统实验箱简介1-l示波器的操作与使用 示波器是一种主要用来观察电信号波形的电子测试仪器，按用途来分，有超低频示波器，超高速示波器，有单踪示波器，也有双踪和多踪示波器；有由电子枪与示波管组成的模拟式示波器，也有由高速采

4、样电路与液晶屏组成的数字式存储示波器。我们只要熟悉并掌握其中一两种示波器的使用方法，对于其它形式的示波器，通过阅读使用说明书或通过操作演示，也不难掌握其操作要领。 在示波器的使用过程中，应当注意示波器的技术指标与使用条件:lDC直流藕合2AC交流藕合3灵敏度4输入阻抗5标准信号6实际测量 (1) 测量方波的峰-峰值Vpp (2) 测量正弦波的Vpp和有效值Vrms (3) 测量正弦信号蜂-峰值周期基本要求：能熟练调节面板旋钮，稳定显示被测信号的波形，并能估算被测信号的幅度与周期。1-2 IST-B智能信号测试仪介绍与使用 IST-B智能信号测试仪是一种综合性基础电子测量仪表，又是一种通用型电子

5、实验平台。它具有信号产生、信号检测、信号分析、模拟训练、直流电源五大功能模块，26种功能。一、信号产生模块。既能够产生周期信号，如:正弦信号、方波信号、三角波、TTL波形等，也能产生随机信号 ，如:白噪声；还能产生带载信息的调频波、调相波等。二、信号检测模块。能对电子信号的基本参数，如:幅度与频率进行定量测量。还能对被测网络进行扫频测量。三、信号分析模块。能在一定范围内对电子信号的频谱、失真度进行定量分析。四、模拟训练模块。作为一个电子实验平台，能完成信号的采样、存储、信号合成、一阶系统电路过渡过程模拟以及数据通信训练等电子实验项目。五、直流电源。能输出四路直流电源，其中+5V，输出电流3A；

6、-5V，-12V，输出电流为 1A；0-l2V可调电源输出电流为1A。IST-B智能信号测试仪继承了传统电子测量仪表的优点，又体现了未来电子测量仪表数字化、智能化、集成化和模块化的发展方向。多种功能既能象传统仪表那样单个使用，更便于由计算机控制，组成完备的电子信号产生与测试系统，高质量、高效率地完成电子工程研究和电子实验任务。1-3 IST-B智能信号测试仪的信号产生模块工作原理该模块由高频信号产生、低频信号产生、特殊波形产生三部分电路组成。1、高频信号产生电路，能产生300Hz-40Hz的正弦信号，还能产生高频调幅信号和高频调频信号。其主要工作原理如图1-1所示:3 / 28鉴相器滤波正 弦

7、压 空振荡器整形程 控分频器参考频率 输出 去CPU图1-1 高频信号产生系统框图2、低频信号产生电路，其工作范围为lOHz-300KHz，能够产生正弦波、方波、三角波，幅度和频率全数控，其主要工作原理见图1-2: 图1-2低频信号产生系统框图3、特殊波形产生电路。能够产生PSK、FSK、脉宽波、噪声、特殊波形等信号。其工作原理如图1-3：图1-3 特殊波形产生系统框图CPU按一定时序读取内存中存好的特殊波形的数值，通过数模转换电路及后续平滑滤波电路，生成所需信号。1-4信号检测模块工作原理1、电压检测部分工作原理 通常一个电信号的幅度测量是由毫伏表来完成，毫伏表测得值为信号的有效值，毫伏表的

8、工作方式有两种，一种为放大检波式，另一种为检波放大式。放大检波式能够测量小信号，但频响较窄，只能进行低频测量。而检波放大式的毫伏表一般不能进行小信号测量。IST-B智能信号测试仪的工作原理如下图:4 / 28图1-4 电压检测系统框图输入信号经过宽带放大后进行检波，CPU通过模数转换电路，测得近似直流值，再经过软件查表，换算出对应的有效值。由于采用了软硬件相结合的方法，克服了检波二极管的非线性问题和通道的频响误差，保证了测量的精度。2、频率测量工作原理，组成框图如下图1-5 频率测量系统框图低频信号测量不经过64分频，高频测量经过64分频，仪表测量范围为lOHz-50MHz。3、扫频测量工作原

9、理。扫频测量是为了测量网络的传输特性，其框图如下:图1-6 扫频测量系统框图测量时，CPU使信号源按扫频方式工作，每改变一次频率，程控数字电压表测量一次被测网络的输入与输出端的信号幅度；CPU计算出两者的比值，即得该点的频率响应，扫描完毕，CPU控制液晶显示，描出网络的幅频特性曲线。实际测量时，为了操作的便利，程序首先将输入端各频率点的幅度值一次测且完毕，并存储下来，进行输出端各点的测试，整个操作只须移动一次测量探头。1-5 信号分析模块工作原理1、频谱分斩工作原理。该功能是为了检测信号的频率特性，其框图如下：5 / 28图1-7 频谱分析模块原理框图其中AGC电路对被测信号进行适当处理，以保

10、证A/D输入端有合适的信噪比，CPU对信号进行采集以后，进行快速傅立叶变换，算出被测信号频谱，然后在液晶上显示出来。2、失真度测量工作原理本失真度仪先对被测信号进行频谱分析，求得基波与多次谐波的振幅，再由程序算得失真度，从理论上来讲比较准确。具体硬件电路与频谱分析功能类同。1-6模拟训练工作模块工作原理l、信号采集工作原理 图1-8 信号采集系统框图2、信号合成工作原理 图1-9 信号合成模块原理框图当输入频谱选定以后，CPU通过反FFT程序，算得该信号的时域样值，再控制数模转换电路，生成对应的时域信号。3、数据通信工作原理 图1-10 数据通信实验框图发送端根椐键盘键人数据，按固定格式增加同

11、步信息与纠错信息，经由D/A单元发出2FSK信号,接收端对输入信号进行实时监控，收到同步头后，确认同步，接收信息并解码，在液晶屏上显示出发送端所发的信息。IST-B智能信号测试仪功能齐全，操作简便，具体见本书附件。6 / 281-7 信号与系统实验箱简介信号系统实验箱电路板如下图：图 l-11该实验箱为信号系统实验配置了较为全面的实验电路，主要有无源与有源滤波器；串联谐振网络；并联谐振网络；基本运算单元；连续时间系统模拟；以及信号抽样单元。多种有无源滤波器可以级联使用。实验箱上有源电路的电源通过一个三芯插座与外电源相连。基本电源电压为+12V与-12V。电源如正常，红绿两发光二极管应正常发光，

12、否则应检查原因。1-8实际操作 1、用示波器测量正弦波的Vpp与Vrms，并估算其周期。 2、用示波器观察调幅信号。 3、用IST-B分别进行电压测量频率测量、频率测量、频谱测量以及失真度测量等。1-9 实验要求 1、观察方波、三角波、调幅波的波形，记录各自的时域波形图（注意周期和幅度的标注）。2、 依据实验结果分析实验偏差或误差7 / 28实验一 信号波形的观察与测试（验证性实验）一、实验目的熟悉掌握电信号的时域观察方法与参数测量方法；熟悉信号与系统实验设备的使用方法。二、实验仪器与器材 1IST-B智能信号测试仪 2双踪示波器3信号系统实验箱三、实验内容及步骤 1. IST-B低频信号输出

13、参数f=1KHz ，V=l000mV的正弦波，用示波器观察其波形。用IST-B电压测量功能测其输出有效值。 2. 调节信号源幅度，使IST-B电压测量指示为2000mV，观察其在示波器上的幅度。 3. 用IST-B测量其频率，将信号源分别输出为方波（1000mV）、三角波(2000mV)、脉宽波(自定义)，重复上述实验过程，并记录数据。四、实验要求 1. 预习信号时域波形的相关内容。2. 记录实验过程中的方波（1000mV）、三角波(2000mV)、脉宽波(自定义)的时域波形图。3. 依据实验结果分析实验原理或偏差或误差五、实验思考题 1. 理论上来讲，示波器与电压表的输入阻抗，哪一种对测量精

14、度影响更大些? 2. 选择IST-B频率键控功能，其输出信号波形 (方波或正弦波)取决于什么?8 / 28实验二 信号的频域分析（验证性实验）一、实验目的学习信号频谱的测量的方法，加深信号频谱的概念。二、实验仪器与器材 1.IST-B智能信号测试仪 2.双踪示波器3.信号系统实验箱三、实验基本原理 周期信号的频谱是以基频1为间隔的离散谱线。下图示出了方波的振幅频谱图，特点是随着谐波次数的增加幅度是下降的。基波幅度A1=4E/，n次谐波幅度为An=A1/n(n=1,3,5.)。方波只有奇次谐波。图2-1 对称方波及其频谱如果对此频谱进行归一化处理，即An/A1，则其归一化频谱为An=1/n对于下

15、图所示的幅度为E、周期为T、宽度为的矩形脉冲，其n次谐波的幅度An为: 下图画出了/T=1/4时的振幅频谱图:9 / 28图2-3 脉冲及其频谱1)频谱包络线的零点为2n/， 越小，零点频率越高，当=T/2时，即为方波。2)谱线间隔2/T，仅取决于T。3)T/2时，频谱不仅有奇次谐波，也有偶次谐波。只要分别测量出信号各次谐波的幅度和频率，可画出信号的频谱图。显然，用一般电压表或用示波器是无法测量的，原因就在于它们无法把各次谐波区分开来。用选频电压表或波形分析仪对各个谐波幅度进行测量，就可以获得信号频谱，也可用频谱仪直接在荧光屏上显示出信号频谱。四、实验内容及步骤l、测量方波的频谱，选定IST-

16、B占空比1:1的脉宽波(脉宽波的频率为300Hz)，加至示波器与IST-B的输入探头，进行归一化频谱分析，记录在下面数据表格。Ff02 f03 f04 f05 f06 f07 f08 f09 f0理论实测2、选定占空比为2:1，3:1，重复上面的过程，并填表。3、选IST-B输出lKHz的三角波重复前面的实验过程。六、实验要求 1、预习信号频域的相关内容，计算所测波形的相关理论值。 2、设计实验数据表格，分别填写1：1、2：1、3：1三种情况下的理论与实测值。 3、依据实验数据，分别画出三种情况下的频域波形图。 4、依据实验结果分析实验偏差或误差七、实验思考题当一个1:1的方波通过低通滤波器后

17、，其频谱发生了什么变化，为什么?10 / 2811 / 28实验三 信号合成（验证性实验）一、实验目的学习信号合成的方法，从另一个方面加深信号频谱的概念，了解按确定频谱产生信号的原理。二、实验仪器与器材 1、IST-B智能信号测试仪 2、双踪示波器三、实验基本原理一个确知的信号，我们通过频谱分析的方法，能够求得其在频率域的频谱分布；反过来，如果已知一个信号在频域的频谱结构，一定有一个确定的时间域上的信号与其相对应，信号合成就是这样的一种技术。IST-B智能信号测试仪的信号合成功能 (26号功能)就是按这种要求设计的。四、实验内容及步骤 1、选定单频谱10f0，幅度为100,用示波器观察输出波形

18、，并测算其频率。 2、选定按1/n的规律收敛的一组数据，观察并测量其输出的波形。 3、选定按1/n2规律收敛的一组数据，观察并测量其输出的波形。 4、设置18f0 = 100、17f0 = 50、19f0 = 50观察并测量其输出波形。五、实验要求 1、预习信号合成的内容 2、对实验过程，画出实验过程中的相关波形图。 3、依据实验结果分析实验原理或偏差或误差等六、实验思考题 （1)合成信号1的参数为 :18f0 = 50、19f0 = 20 、f0 = 50 （2)合成信号2的参数为 :18f0 = 50、20f0 = 50 比较两种信号的波形有何差异，为什么?12 / 28实验四 无源滤波器

19、与有源滤波器（验证性实验）一、实验目的通过对各种无源与有源滤波器的测试与观察，加深对滤波概念的理解，了解信号频谱与信号波形的关系。二、实验仪器与器材 1、IST-B智能信号测试仪 2、双踪示波器 3、信号系统实验箱三、实验基本原理及电路根据传输电信号的理解，滤波器可分为低通、高通、带通和带丑四中形式，其幅频特性如下图所示：图4-1 滤波器的幅频特性图4-2 方波信号由信号分析理论知，图4-2所示方波信号可以展开为傅立叶级数：13 / 28如果有一个低通滤波器，其截止频率大于1次谐波频率而小于三次谐波频率，则方波通过低通滤波器后，输出将是与方波同频率的正弦波，因为各次谐波都被滤波器衰减了。同样如

20、果该方波通过一个以三次谐波频率为在中心的带通滤波器，则输出为方波三倍频率的正弦波。所以滤波器在电子工程上常用于滤除无用频率分量，选取有用频率分量。滤波器通常由无源元件如电阻、电容、电感等组成的网络。另一类滤波器为有源滤波器其特点是与无源滤波器相比输入阻抗大，输出阻抗小，能在负载和信号间起隔离作用，同时滤波特性可以设计得较为理想。四、实验内容及步骤1、测量低通电路 (Low Pass)的幅频特性如图4-3所示，信号源为正弦波，幅度为2000mv。图4-3 低通电路频响测量联接图测量方式，逐点法测量，以lOOHz为起点，每隔500Hz取一个点，共取20个点，每改一次信号源频率 (IST-B功能1)

21、，测一次电压 (IST-B功能15)填下表，并绘制幅频特性曲线。2、用扫频测量法 (IST-B功能13，测试高通、带通、有源低通、有源高通、有源带通网络的幅频特性曲线，测量方法如图4-4所示)。将IST-B功能1低频正弦信号加入被测网络输入端，输入信号幅度带通为200mv，其余均为1000mv。然后利用IST-B功能13分别测量被测网络输入输出端。其功能13的参数预置见下表:14 / 28图4-4 网络频响测量连接图五、实验接线图1、有源高通滤波器连接图 ： 2、有源低通滤波器连接图 ：六、实验要求 1、预习无源滤波及有源滤波的相关内容。 2、对实验过程，记录实验过程数据。 3、依据实验结果分

22、析实验原理及实验误差。七、实验思考题1、将低通滤波器和高通滤波器相级联，其传输特性是怎样的？为什么?2、在有源带通滤波器输入端分别加上200Hz和2kHHz的方波，输出端波形有什么变化？加2kHHz、幅度为500mv的三角波结果又怎样？15 / 28实验五 信号通过线性系统（验证性实验）一、实验目的 1. 观察、研究脉冲信号、正弦调幅信号通过线性电路引起的变化。 2. 了解线性电路的频率特性对信号传输的影响。二、实验仪器与器材 1. IST-B智能信号测试仪 2双踪示波器 3信号系统实验箱三、实验基本原理振幅按照调制信号的规律变化的高频振荡 (载波)，称为调幅波。当正弦调制信号的角频率小于高频

23、振荡的角频率c时，调制后的波形如下图所示，正弦调幅波的数学表达式为:由上式可见，正弦调制的调幅波是由三个不同频率的正弦波组合而成的:频率为c的称为载频分量；频率为 c+ 的称为上边频分量;频率为 c- 的称为下边频分量。其频带宽度B=2.在信号传输技术中，除了在某些需要用电路进行波形变换的场合外，总是希望在传输过程中信号尽可能保持原样。电信号是由频率、幅度和相位各不相同的各次谐波分量所组成的，在电路中包含有电容和电感元件时，由于它们对不同频率的正弦分量呈现的电抗和产生的相移不同，因而当信号通过线性系统后，将会因各频率分量的相对幅度和相位关系发生变化而引起失真。因各频率分量的相对幅度发生变化而引

24、起的失真称为幅度失真，因各频率分量的相对位置变化而引起的失真称为相位失真。信号通过线性电路不失真的条件为:1、电路的幅频特性在整个频率范围内为一常数，即电路应具有无限宽的均匀的通带。2、电路的相频特性应是经过原点的直线。 要使电路满足上述的两个条件是很难的，由于信号的有效带宽是有限的，实际上只要电路的通带与信号的有效频带相适应，就能使信号在传输过程中产生的失真限制在允许范围内。对于频谱集中在载频附近较窄频带范围内的已调高频信号，可用具有相应通带的谐振电路进行传输，而对于宽度很窄的矩形脉冲，应其有效频带很宽，则应采用通频带足够宽的低通滤波器来传输信号。四、实验内容及步骤 1、观察调幅信号通过串联

25、谐振回路。 （1)联接IST-B的高频输出信号与信号系统实验箱上的串联谐振电路。（2)选定IST-B频响测量功能，设定参数为始频350KHz，步频10KHz，N=20，延时2ms。调节输出幅度为500mv 左右 (由高频旋钮调节)，以测量结果确认串联谐振频率点17 / 28f0。记录谱线的幅度与频率，画出幅频特性曲线。图5-1 串联谐振网络测量（3)由IST-B调幅信号功能选取载频为f0 调制信号频率为lKHz调幅度为100%，并适当调节己调幅信号输出幅度，观察此调幅信号通过选频回路后发生的变化。画出幅频特性曲线。（4)将调幅信号的调制信号改为lOKHz、20KHz、30KHz，重复3)的过程

26、。2、观察并测量矩形脉冲信号通过并联谐振回路弓起的变化。 1)电路连接图5-2所示。图5-2并联谐振网络测量2)由1ST-B智能信号测试仪16号功能设定矩形脉冲信号(方波)为60KHz,5000mv。然后调节信号系统实验箱调谐旋钮，用示波器观察其波形变化，可得到一个60 KHz的正弦波。记录其时域波形。3)改变方波的频率，在大约50-120KHz范围内，应能在输出端得到对应的正弦波。4)设定输入方波频率为20 KHz，幅度为10000 mV，调节调谐旋钮，在示波器上能观察到60KHz的近似正弦波，用IST-B的频率测量功能来测试其输出信号频率。分别记录其幅度和频率。六、实验要求 1、预习线性系

27、统的相关内容。 2、仔细观察实验过程，记录过程中要求的相关实验数据，按要求划出时域或频域波形图。 3、依据实验结果分析实验原理或偏差或误差等。七、实验思考题1、为什么20KHz比 的方波经过并联谐振回路能够产生60KHz的正弦波？2、在并联谐振回路输大端接人100KHz方波，在其输出端用示波器观察其对应正弦波幅度，比较用示波器探头1:1档和10:1档测得的结果有何不同。17 / 28实验六 基本运算单元（验证性实验）一、 实验目的了解基本运算单元的特性及其测试方法。二、实验仪器与器材 1.IST-B智能信号测试仪 2.双踪示波器3.信号与系统实验箱三、 实验原理1、运算放大器是一种高增益放大器

28、，配以适当的反馈网络后可以实对信号的丘壑、积分、微分、比例放大等多种数学运算。运算放大器的电路符号如6-1所示:图6-1 运算放大器它具有两个输入端，从一端输入时，输出与输入信号反相，该端称为反相输大端;从+端输人时，输出信号与输入信号同相，故该端称为同相输入端。2、运算放大器的主要特性:1）、开环增益高。运算放大器的差动电压放大倍数为: 式中u0为运算放大器的输出电压；u+为同相端对地的电压；u-为反相输入端对地电压。开环时，直流电压放大倍数高达104-106欧姆范围内。2）、输入阻抗高，运算放大器的输入阻抗一般在1010-1011欧姆范围内。3）、输出阻抗小。运算放大器的输出阻抗一般为几十

29、到几百欧姆。当运算放大器工作在线性区，可认为具有两大理想特征。其一、因为输入阻抗无穷大，故运算放大器的输入电流为零。其二、因为电压增量无穷大以及输出电压有限，故可认为输人电压 (u+-u-)基本为零，即+端和-端电位相等。 3、基本运算单元这里仅介绍在系统模拟中所必需的三种基本运算器，即加法器、标量乘法器和积分器。1）反相标量乘法器，如图6-2:18 / 28图6-2 反相标量乘法器利用“虚地”概念不难推得：2）加法器，如图6-3：图6-3 加法器3）、反相积分器，如图6-4： 图6-4 积分器 四、实验内容及步骤1、标量乘法器信号与系统实验箱中基本运算单元，如图6-5所示。19 / 28 图

30、6-5基本运算单元 首先，将其输出端6用连接线与R3-4的右侧5相连，将lKHz正弦波接至R3-1，则组成标量乘法器，用双踪示波器同时显示输入输出信号幅度与相位关系。其次，将运放输出端改连至R3-3，重新观察比较输人与输出信号的幅度与相位关系。 2、加法器 首先将基本运算单元输出端6与电阻R3-4相连，将lKHz的TTL波信号与+5V电源电压分别加至两输入电阻R3-1和R3-2，用双踪示波器的DC档观察运放输出端波形，并比较在输入端接入+5v与不接+5v的两种情况下运放输出方波在示波器上的位置情况。3、积分器将基本运放单元输出端连至电容C3-1在输人电阻R3-1的左侧1上加lKHz方波，观察运

31、放输出波形应为三角波 (方波积分应为三角波)。六、实验要求 1、预习基本运算单元的特性。 2、对实验过程，记录相关实验数据。 3、依据实验结果分析实验原理或偏差或误差等七、实验思考题积分器输入端加lKHz的TTL方波，为何输出端没有三角波输出?20 / 28实验七 信号抽样及恢复（验证性实验）一、实验目的熟悉信号的取样及恢复过程，验证抽样定理。二、实验仪器: 1双淙示波器 2IST-B智能信号测试仪3. 信号系统实验箱三、实硷原理 对连续时间信号进行取样可获得离散时间信号，取样器可看作一个乘法器，连续信号f(t)和开关函数s(t)在取样器中相乘后书出离散时间信号fs(t),如图7-1所示。 图

32、7-1 连续时间信号及其抽样若连续信号的频谱如图7-2(a)所示，则取样后的信号的频谱包括了原连续信的频谱以及无限个经过平移的原信号频谱。平移的频谱间隔等于取样频率，如图7-2(b):图7-2以矩形脉冲所得信号频谱21 / 28如果开关函数是周期性矩形脉冲，且脉冲宽度不为零，则取样信号的频谱的包络线按Sa(x)的规律衰减。如果令取样信号通过低通滤波器，该滤波器的截止频率等于原信号频谱的最高频率m，那么取样信号中大于最高频率m的频率成分别滤去，而仅存原信号频谱的频率成分，这样低通滤波器的输出为得到的恢复的原信号。根据抽样定理，抽样时间间隔必须满足Ts /m ，也就是抽样频率s = 2/Ts 2m

33、时，取样信号的频谱才不会发生重叠，而且在通过截止频率为m的低通滤波器后能不失真地恢复为原信号。四、抽样系统介绍 信号与系统实验箱的抽样单元电路如图7-3所示:图7-3 信号抽样单元电路五、实验步骤 图中信号通过低通滤波器，加至抽样器抽样，经过输出滤波器后输出。系统中现有抽样速率可以选择16倍、8倍、4倍、2倍以及16/9倍、8/9倍、4/倍、2/9倍等八种取样速率。1、正弦波的抽样及恢复过程实验步骤:22 / 28a、按图在IN 端加入2KHz,3000mV的正弦波，选择16倍取样速率用示波器观察抽样输入(系统输入)、取样脉冲、取样输出、低通输出等各点的波形。b、改变采样速率为，2倍、4倍、8

34、倍，重复观察上述各点波形。c、当频率选择开关置于*16位，s2位于N/9，可实现16/9倍，这时采样速率低于信号的2倍，采样信号发生混叠现象，恢复信号产生了失真。2、方波的抽样过程:在抽样系统的输入端接人2KHz的频率为TTL波，并用连接线将系统输入端的LOW PASS的输入输出短接，重复第一步的实验过程。六、实验要求 1、预习抽样定理的相关内容。 2、观察实验过程，分别记录正弦波的原始波形及其通过16倍、2倍、4倍、8倍、16/9倍采样速率抽样后的波形。 3、记录方波的原始波形及其通过16倍、2倍、4倍、8倍、16/9倍采样速率抽样后的波形。 4、依据实验结果分析实验原理或偏差或误差等七、实

35、验思考题 实验过程中，当对信号实行低于2倍速率采样时，恢复信号有失真，这是为什么?实验箱上什么样的滤波器可以改善这样的情况?23 / 28实验八 连续时间系统模拟（验证性实验）一、实验目的学习根据给定的连续系统传递函数，用基本运算单元组成模拟装置。二、实验仪器与器材 1.双踪示波器 2.IST-B智能信号测试仪3.信号与系统实验箱三、实验基本原理及电路 1、对于信号系统实验箱上的一阶电路 图8-1 一阶电路图8-2 一阶电路模拟框图图8-3 一阶电路简化模拟框图24 / 28本实验采用反相输入放大器，考虑到运放反相输入端组成的积分器为-1/p，则该框图可画成8-4所示等效框图： 图8-4 一阶

36、电路等效模拟框图据此画出的模拟装置可在实验箱上连接如下图：图8-5 一阶系统模拟连接2、对于图8-6所示的二阶系统，采用节点电流定理可求得 25 / 28据此方程推得其模拟装置连接如下图：本系统中。P1-P3与P4-P5是反向积分器，P6-P7是增益为1的反向器，P7-P8是3倍增益的反向放大器。四、实验内容及步骤 1、用IST-B测试一阶RC电路的幅频特性并与无源RC电路相比较。 2、在连接二阶模拟装置及反馈线之前，分别在单元电路输入端加入IKHz方波 (幅度为100mv),观察其输入输出的关系。 3、用IST-B频响测试功能测量二阶RC电路的幅频特性并与无源二阶电路相比较。(频响测试参数:始频50Hz，步频50Hz，点数20，时延2ms)六、实验要求 1、预习线性系统的相关内容 2、观察实验过程，分别记录信号原始波形以及通过一阶线性系统、二阶线性系统后的输出波形。 3、说明一阶线性系统及二阶线性系统实验的原理、方案。七、实验思考题1、当RC的乘积不等于I，模拟装置应做何变动?？2、对一阶系统，试比较当输入为一直流电压 (5V)时，模拟输出还正确吗？说明什么问题? 注：合同范本有风险，使用需谨慎，法律是经验性极强的领域，范本无法思考和涵盖全面，最好找专业律师起草或审核后使用，谢谢您的关注！ 26 / 28