信号与系统实验指导书-200811.doc

PAGE  PAGE 55 前言 概述 “信号与系统”是电子信息工程、通信工程、无线电技术、自动控制、生物医学、电子工程等专业的重要基础课，也是各院校相应专业的主干课程。由于这门课程系统性、理论性很强，为此非常有必要开设实验课程，使学生通过实验课巩固和加深对基础理论和基本概念的理解，培养学生分析问题和解决问题的能力，同时使抽象的概念和理论形象化、具体化，从而提高学生的学习兴趣。 信号与系统实验箱是在多年开设的信号与系统实验的基础上，经过不断改进研制成功的。利用该实验箱可进行多项信号系统主要实验。 通过本实验课程学习要求达到下列目标： 巩固和加深所学的理论知识 掌握万用电表、晶体管毫伏表、直流稳压电源、函数信号发生器、示波器等常用电表和电子仪器的使用方法及测量技术。 培养选择实验方法、整理实验数据、绘制曲线、分析试验结果、撰写实验报告的能力。 培养严肃认真的工作作风、实事求是的科学态度和爱护公物的优良品德。 主要功能单元介绍 数显频率计 　　 = 1 \* GB2 ⑴ 数字频率计测量频率的基本原理 所谓频率，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化的次数。若在一定时间间隔T内测得这个周期信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为 图a是数字频率计的组成框图。被测信号经放大整形电路变成计数器所需要求的脉冲信号Ⅰ，其频率与被测信号的频率相同。时基电路提供标准时间基准信号Ⅱ，其高电平持续时间，当1s信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门，计数器开始计数，直到1s信号结束时闸门关闭，停止技术。若在闸门时间1s内计数器计得的脉冲个数为N，则被测信号频率。逻辑控制电路的作用有两个：一个是产生锁存脉冲Ⅳ，使显示器上的数字稳定；二是产生清“0”脉冲Ⅴ，使计数器每次测量从零开始计数。 图a 频率计原理框图 各信号之间的时序关系如图b所示。 图b 波形关系图  = 2 \* GB2 ⑵ 数字频率计的主要技术指标 频率测量范围：在输入电压符合规定要求值时，能够正常进行测量的频率区间称为频率测量范围。频率测量范围主要由放大整形电路的频率响应决定。本频率计的测频范围为：　2Hz200KHz。 数字显示位数：频率计的数字显示位数决定了频率计的分频率，位数越多，分辨率越高。 测试时间：频率计完成一次测量所需要的时间，包括准备、计数、锁存和复位时间。  = 3 \* GB2 ⑶ 数字频率计的使用 熟悉频率计的工作原理，接好电源线，打开实验箱电源开关，实验箱开始正常工作。数字频率计单元开关K2可拨向Inner端与Outer端，即内测端与外测端，将数字频率记单元开关K2拨向Outer端，此时需外接外电路产生信号，并将该信号送入数字频率计单元EXTE.IN，则此时数码管显示所测信号频率。 EXTE.IN：外测频率信号输入端。 数字电压表 　　 　 量程：　 A: 2V B: 20V C: 200V  = 1 \* GB2 ⑴ 数字电压表的基本原理 电压表用来测量信号的电压值，实验中电压表核心器件采用的是ICL7107。它包含位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管，内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。 当K3置DC处时，电压表测量信号的直流分量，数码管的读数即为信号的直流电平值；K3置AC处时，电压表测量信号的交流分量，在交流信号送入ICL7107之前，必须将信号经过全波整流转换为直流信号，经ICL7107处理后驱动LED数码管数字显示电压有效值。数码管采用共阳接法，电位计用于调节ICL7107内部参考电压，出厂前经过校验，无需调节。通过按动档位开关可选择不同的测量量程，在这里需说明的是当不知待测信号的幅值时，应先以选择最大量程进行测试，而后再选择适宜量程进行测量。  = 2 \* GB2 ⑵ 数字电压表的使用 熟悉数字电压表的工作原理。接好电源线，打开实验箱电源开关，实验箱开始正常工作。开关置AC或DC处，选择交流/直流测量。待测信号送入电压表的信号输入端IN，观察数码管上显示的数值，记录上述信号的电压值(注意选择合适的量程)。 改变信号的幅度，观察数码管上数值的变化（注意选择合适的量程）。 量程： A: 2V B: 20V C: 200V IN：待测信号输入端。 同步信号源  = 1 \* GB2 ⑴ 原理说明： 该实验单元采用4060对晶振进行分频产生不同频率波形，所以其产生的不同频率波形可以达到很好的同步效果，另外该单元的