实验十七信号频谱测量11课件.ppt

实验十七 信号频谱的测量 一、实验目的 三.选频电平表原理 因此，选频电平表就是具有选择特性的电压表，且输出电平dB刻度。 四. 选频电平表使用及注意事项 ?输入方式：同轴输入（琴键开关弹出） ?输入阻抗置高阻抗K＝无穷大 K2 ?K3置“正常”。校零电位器，按下?钮，调其指针为0dB。 ?调fL使表头偏转指示最大（先用摇把粗调，然后用旋盘细调，调指针最大的时候，此时频率显示就是fx,就是某个谐波频率处） ?电平值＝K1电平值＋表头指示值 （分贝）（代数和） ? 补充：频谱谱线的特点 ?谱线包络零点T/τ n(n=1,2,3,4……) τ=T/2 方波直流平均为零。 ?谱线间隔仅取决于f和 ?基波的幅度取决于E和τ/T。 τ/T越小，幅度越小。 ?若τ≠T/2,则有奇、偶次谐波。 三、实验内容 f=10Khz,Vpp=4.0V (矩形波，40％的占空比） 四、回答问题 * 一、实验目的 二、实验原理 三、实验内容 四、回答问题 本试验要求写实验报告 学习信号频谱的测量方法，加深信号频谱的概念理解。 方波的频谱： 二、实验原理 方波只含有奇次谐波,谱线反比单调降. 奇次,偶次谐波都有. 幅度周期性变化 脉冲越窄,谱线越多 选频 混频 本振 电平值=档位指示值+表头指针指示值 选频电平表结构 利用选频电平表对各次谐波的 幅度进行测量，就可获得频谱 1.选频电平表具有从众多不同频率的正弦电压中选择其中的一个，测量其电平和频率的功能。 定义： N: 绝对电压（电平）单位分贝 记为dB。 Ux：被测电压有效值 0.775V:基准电压（也即：当电平为0dB时，所对应的电压值为0.775V。 由上式可知：只要N值确定，被测电压 电平值＝K1电平值＋表头指示值（分贝） 校零 内外手轮(细/粗调节) 电源 输入 1.测量方波的频谱 ①调节信号源输出方波，f=10.0kHz，Upp=4.0V。加到选频表输入端。 ②用选频电平表测方波的谐波幅度，要求从基波开始测起，一直测至15次谐波。 An(计算） Ux(V) -7.2 -2.1 7.4 N(dB) 15 13 11 9 7 5 3 1 谐波次数n An=1.414Ux(V) 方波只有奇次谐波 2.测方波通过2号低通滤波器(fc=33.8Khz)后的频谱 调方波输入2号低通（fc=33.86Khz)滤波器，用选频电平表测滤波器输出波形的频谱。f=10.0kHz时测至7次谐波。注意，方波幅度Upp=4.0V，由于输入为方波，所以输出波形的频谱只有奇次谐波（为什么？）。 在写实验报告时，应将实验十五获得的波形图与本实验获得的频谱图对应起来，与方波波形和频谱进行对比分析，从而得出应有的结论。分析时还要考虑到2号低通滤波器的H~f特性。 An(计算） Ux(V) N(dB) 15 13 11 9 7 5 3 1 谐波次数n 3.测矩形脉冲波的频谱 ①调节信号源使脉冲波f=10.0kHz，Upp=4.0V，τ=0.40T（即τ/T = 40%）。实验数据正确与否，关键在于脉冲宽度τ是否符合要求。方法是先调节信号源的“占空比”旋钮，使输出显示脉冲宽度τ是周期T的40%。 ②测脉冲波的频谱。用选频电平表测1~15次谐波。注意，奇次谐波、偶次谐波都要测。 观察：5 10 15次谐波的电平值特点。 An(计算） Ux(V) -5.2 -6.5 -3.3 6.9 N(dB) 。。。15 7 6 5 4 3 2 1 谐波次数n 矩形脉冲波奇次和偶次谐波都有.所以都测。 （1）将选频电平表上测得的分贝数用公式换算出谐波的电压幅度，在与理论计算值比较时，发现测量值为理论计算值的1/√2，这是为什么？ （2）在调节脉冲波宽度τ=0.40T时，为什么先用示波器调节，然后再用选频电平表测其5次谐波的方法进行细调？不用示波器而直接利用选频电平表测5次谐波的方法调节行不行？ （3）你测到的方波各次谐波值与基波幅度之比是否符合1/n的规律？方波通过2号低通滤波器后，其频谱是否还符合此规律？ *