常用信號的分類與觀察

實驗 常用信號的分類與觀察

一、實驗目的

?? 1、觀察常用信號的波形特點及產生方法。

?? 2、學會使用示波器對常用波形參數(shù)的測量。

二、實驗儀器

?? 1、信號與系統(tǒng)實驗箱一臺。

?? 2、40MHz雙蹤示波器一臺。

?? 3、DDS信號源一臺

三、實驗原理

對于一個系統(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系，即在一特定的輸入信號下，系統(tǒng)對應的輸出響應信號。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。常用信號有：指數(shù)信號、正弦信號、指數(shù)衰減正弦信號、復指數(shù)信號、Sa(t)信號、鐘形信號、脈沖信號等。

1、信號：指數(shù)信號可表示為f(t)=Keat。對于不同的a取值，其波形表現(xiàn)為不同的形式，如下圖所示：

圖1―1? 指數(shù)信號

2、信號：其表達式為f（t）=Ksin（ωt＋θ），其信號的參數(shù)：振幅K、角頻率ω、與初始相位θ。其波形如下圖所示：

圖1－2? 正弦信號?????????????????????????????????????????????

3、指數(shù)衰減正弦信號：其表達式為 其波形如下圖：?????

圖1－3? 指數(shù)衰減正弦信號

4、Sa(t)信號：其表達式為：? 。Sa(t)是一個偶函數(shù)，t= ±π,±2π,…,±nπ時，函數(shù)值為零。該函數(shù)在很多應用場合具有獨特的運用。其信號如下圖所示：

圖1－4? Sa（t）信號

5、鐘形信號（高斯函數(shù)）：其表達式為： 其信號如下圖所示：

圖1－5? 鐘形信號

6、脈沖信號：其表達式為f(t)=u(t)-u(t-T)，其中u(t)為單位階躍函數(shù)。其信號如下圖所示：

7、方波信號：信號為周期為T，前T/2期間信號為正電平信號，后T/2期間信號為負電平信號，其信號如下圖所示

方波信號

四、實驗內容及主要步驟

1、用示波器測量指數(shù)信號波形，并分析其所對應的a、k參數(shù)。具體步驟如下：

（1）??? 接通電源，并按下此模塊電源開關S8。

（2）??? 按下此模塊中的按鍵 “指數(shù)波”，用示波器觀察?? 輸出的指數(shù)信號,并分析其對應的頻率、a、k參數(shù)。

（3）??? 再按一下“頻率降”或“頻率升”鍵，觀察波形的變化，分析其對應頻率的變化，并分析此時的參數(shù)a的變化。（注：復位后輸出的信號頻率最大，只有當按下“頻率降”時，按“頻率升”鍵波形才會變化。以下波形的輸出與此類似。）

2、利用示波器觀察正弦信號的波形，并測量分析其對應的振幅K，角頻率w。具體步驟如下：

（1）按下此模塊中的按鍵“正弦波”，用示波器觀察?? 輸出的正弦信號，并分析其對應的頻率（注：如果前一次波形頻率有下降，則此時波形的頻率不是最大值，而也會下降。以下波形的輸出與此類似。）

?（2）再按一下“頻率降”或“頻率升”鍵，觀察波形的變化，并分析且測量對應頻率的變化，記錄此時的振幅K，角頻率w。

3、指數(shù)衰減正弦信號觀察（正頻率信號）。具體步驟如下：

（1）??? 按下此模塊中的按鍵 “指數(shù)衰減”，用示波器觀察?? 輸出的指數(shù)信號,并分析其對應的頻率。

（2）再按一下“頻率降”或“頻率升”鍵，觀察波形的變化，并分析且測量對應頻率的變化。

4、信號的觀察：具體操作如下：

（1） 按下此模塊中的按鍵 “Sa(t)”，用示波器觀察?? 輸出的指數(shù)信號,并分析其對應的頻率。

（2）再按一下“頻率降”或“頻率升”鍵，觀察波形的變化，并分析且測量對應頻率的變化。

5、鐘形信號的觀察：

（1） 按下此模塊中的按鍵 “高斯”，用示波器觀察?? 輸出的指數(shù)信號,并分析其對應的頻率。

（2）再按一下“頻率降”或“頻率升”鍵，觀察波形的變化，并分析且測量對應頻率的變化及相應的參數(shù) 。

6、脈沖信號的觀察：

（1） 按下此模塊中的按鍵 “脈沖”，用示波器觀察?? 輸出的指數(shù)信號,并分析其對應的頻率。

（2） 再按一下“頻率降”或“頻率升”鍵，觀察波形的變化和特點，并分析且測量對應頻率的變化。

7、方波、三角波、鋸齒波信號的觀察：

????????? （1） 按下此模塊中的相應信號的按鍵，用示波器觀察?? 輸出的指數(shù)信號,并分析其對應的頻率。

（2） 再按一下“頻率降”或“頻率升”鍵，觀察波形的變化和特點，并分析且測量對應頻率的變化。

五、實驗報告要求

1、用坐標紙畫出各波形。

2、測量各波形參數(shù)。

3、寫出完整的實驗報告。