通信信号与统实验指导书2013.doc

《信号与系统》 实验指导书 安阳工学院 电子信息与电气工程学院 目 录 ZH7004试验箱系统概述 …………………………………………………...……1 实验一 常用信号的分类与观察 ………………………………………...…10 实验二 信号的基本运算单元……………………………………………………16 实验三 信号的合成与分解………………………………………………………21 实验四 信号的抽样与恢复（PAM）……………………………………………26 实验五 模拟滤波器………………………………………………………………29 实验六 AM调制与解调…………………………………………………………37 实验七 运用MATLAB进行连续时间信号的运算 ……………………………40 实验八 连续时间系统的时域分析………………………………………………46 实验九 连续时间LTI系统的频率特性及频域分析 ……………………………52 实验十 连续时间系统的S域分析………………………………………………60 附录 ………….…………..…..……………..….…………..…..…………65 ZH7004试验箱系统概述 1、概述 信号与系统课程主要包含确定信号经过线性时不变系统所涉及的基本概念与基本分析方法。ZH7004型信号与系统多功能综合实验箱紧密围绕当前“信号与系统”课程的核心内容，根据当今技术发展的特点，提供了一系列具有特色的实验项目。ZH7004型信号与系统实验箱具有以下特点： (1) 基础性：与当今“信号与系统”课程的教学大纲结合紧密； (2) 实用性：便于老师对实验内容的组织和实施，同时在ZH7004信号产生模块中可产生实验中所需的几十种专用测试信号，这些信号也可根据老师的要求进行添加。 (3) 全面性：对“信号与系统”课程的提供了大量实验项目，使学生对原理性的知识通过实践环节学得更深、更透。 (4) 简洁性：对每一个实验单元均通过一个小模块来完成，实验电路的组成在ZH7004实验箱的电路板上画出，让使用者一目了然。 (5) 扩展性：学生在完成一般性实验内容的同时，可以利用二次开发模块提供的基本元件来改变实验中的某些电路参数，以进一步开拓思路，加深对理论知识的理解。 (6) 开发性：在ZH7004实验箱中，提供了二次开发模块，学生可根据老师的要求，利用信号与系统的知识自行进行实验设计，以提高学生的动手能力和分析解决问题的能力。 2、电路组成概述 ZH7004实验箱采用了模块化结构，主要由以下功能模块组成： (1) 基本运算模块； (2) 信号的合成与分解：可提供正弦信号源与余弦信号源； (3) 线性时不变系统； (4) 零输入响应与零状态响应； (5) 二阶串联谐振、二阶并联谐振； (6) 有源与无源滤波器； (7) FDM传输系统； (8) PAM抽样定理； (9) 二阶网络状态矢量； (10) RC振荡器 (11) 一阶网络 (12) 二阶网络； (13) 反馈系统应用 (14) 二次开发 (15) 信号产生模块 (16) CDMA扩频模块 (17) 最佳接收模块 (18) 函数信号源模块（二个） (19) 噪声源模块 (20) S域分析模块 ZH7004电路布局见图1所示。其中每一个模块在PCB板上均有电路图与之对应。每个测试模块都能单独开设实验，便于教学与学习。 在“信号与系统”实验箱中，电源插座与电源开关在机箱的后面，电源模块在实验平台电路板的下面，它主要完成交流(220V到+5V、+12V、-12V的直流变换，给整个硬件平台供电。另外在实验箱的内部还专门设计了信号产生与测试电路，以配合ZH7004实验箱的使用。对于ZH7004信号产生模块各种信号的选择，学生可以通过键盘选择相应的信号用于实验测试。 图1 ZH7004实验平台框图 3、ZH7004信号产生模块的使用方法 在ZH7004实验箱的右下方有一“信号产生模块”，如下图2所示： 图2 信号产生模块 下面对ZH7004的信号产生模块的使用作一说明： (1) 信号指示灯的分类： 在ZH7004实验箱中有三类指示灯： ①电源指示灯（绿色） ②信号产生模块的模式指示灯（红色） ③信号输出指示灯（两组：分别用于信号A组与信号B组）（黄色） (2) 电源指示灯的含义 在信号产生模块的最上面是三个电源指示灯，从左到右分别表示＋5V、＋12V、－12V，以指示电源是否正常。 (3) 模式指示灯的含义 ZH7004信号产生模式指示灯有两个，用来指示当前信号产生模块的工作模式。ZH7004信号产生模块工作在以下四种模式见表1： 表1 工作模式指示灯的含义 指示灯的状态 模式类型 产