信号与系统实验指导书讲义.doc

实验一 常用信号产生实验 一、实验目的 1、观察常用信号的波形特点及产生方法。 2、学会使用示波器对常用波形参数的测量。 二、实验内容 1、信号的种类相当的多，这里列出了几种典型的信号，便于观察。 2、这些信号可以应用到后面的“基本运算单元”和“无失真传输系统分析”中。 三、实验仪器 1、信号与系统实验箱一台（主板）。 2、20MHz双踪示波器一台。 四、实验原理 对于一个系统特性的研究，其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系，即在一特定的输入信号下，系统对应的输出响应信号。因而对信号的研究是对系统研究的出发点，是对系统特性观察的基本手段与方法。在本实验中，将对常用信号和特性进行分析、研究。 信号可以表示为一个或多个变量的函数，在这里仅对一维信号进行研究，自变量为时间。常用信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、抽样信号、钟形信号、脉冲信号等。 1、正弦信号：其表达式为，其信号的参数：振幅、角频率、与初始相位。其波形如下图所示： 图 1-1 正弦信号 2、指数信号：指数信号可表示为。对于不同的取值，其波形表现为不同的形式，如下图所示： 图 1-2 指数信号 3、指数衰减正弦信号：其表达式为 其波形如下图： 图 1-3 指数衰减正弦信号 4、抽样信号：其表达式为： 。是一个偶函数， = ±π,±2π,…,±nπ时，函数值为零。该函数在很多应用场合具有独特的运用。其信号如下图所示： 图1-4 抽样信号 5、钟形信号（高斯函数）：其表达式为： ， 其信号如下图所示： 图 1-5 钟形信号 6、脉冲信号：其表达式为，其中为单位阶跃函数。 7、方波信号：信号周期为，前期间信号为正电平信号，后期间信号为负电平信号。 五、实验步骤 1、利用示波器观察正弦信号的波形，并测量分析其对应的振幅，角频率。具体步骤如下： （1）接通电源，并按下此模块电源开关S5。 （2）按下此模块中的按键“正弦波”，用示波器观察输出的正弦信号，并分析其对应的频率。 （3）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，并分析且测量对应频率的变化，记录此时的振幅，角频率。（注：复位后输出的信号频率最大，只有当按下“频率降”时，按“频率升”键波形才会变化，并每次在改变波形时，波形的频率为最大，以下波形的输出与此类似。） 2、用示波器测量指数信号波形，并分析其所对应的参数。具体步骤如下： （1）按下此模块中的按键 “指数信号”，用示波器观察输出的指数信号,并分析其对应的频率、参数。 （2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，分析其对应频率的变化，并分析此时的参数的变化。 3、指数衰减正弦信号观察（正频率信号）。具体步骤如下： （1）按下此模块中的按键 “指数衰减”，用示波器观察输出的指数衰减正弦信号,并分析其对应的频率。 （2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，并分析且测量对应频率的变化。 4、抽样信号的观察。具体操作如下： （1） 按下此模块中的按键 “Sa信号”，用示波器观察输出的抽样信号,并分析其对应的频率。 （2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，并分析且测量对应频率的变化。 5、钟形信号的观察： （1） 按下此模块中的按键 “钟形信号”，用示波器观察输出的钟形信号,并分析其对应的频率。 （2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，并分析且测量对应频率的变化及相应的参数。 6、脉冲信号的观察： （1） 按下此模块中的按键 “脉冲信号”，用示波器观察输出的脉冲信号,并分析其对应的频率。 （2） 再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化和特点，并分析且测量对应频率的变化。 7、方波信号的观察： （1） 按下此模块中的相应信号的按键，用示波器观察输出的信号,并分析其对应的频率。 （2） 再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化和特点，并分析且测量对应频率的变化。 六、实验报告要求 用坐标纸画出各波形。 七、实验测试点的说明 1、测试点分别为： “输出”（孔和测试钩）：信号的输出端。 “GND”：与实验箱的地相连。 2、调节点分别为： “正弦波”～“RESET”：完成标识上的功能。 实验二 零输入响应零状态响应实验 一、实验目的 1、掌握电路的零输入响应。 2、掌握电路的零状态响应。 3、学会电路的零状态响应与零输入响应的观察方法。 二、实验内容 1、观察零输入响应的过程。 2、观察零状态响应的过程。 三、实验仪器 1、信号与系统实验箱一台（主板）。 2、系统时域与频域分析模块一块。 3、20MHz示波器一台