信号与系统实验指导书.doc

《信 号 与 系 统》 实 验 指 导 书 机械与电子工程学院 2014年10月 目 录 第一章 信号与系统实验箱介绍 1 第二章 信号与系统硬件实验 3 实验一 函数信号发生器 3 实验二 交流毫伏表 7 实验三 单片机低频信号发生器 10 实验四 扫频源 13 实验五 频率计 16 实验六 二阶有源和无源滤波器 17 实验七 用同时分析法观测方波信号的频谱 22 实验八 取样定理 26 第一章 信号与系统实验箱介绍 第一章信号与系统综合实验概述 1 第一节 RZ8663信号与系统模块组成介绍..................................................................1 第二节 各实验模块介绍................................................................................................3 第三节 信号源................................................................................................................7 第二章传统教学实验 9 实验1 阶跃响应与冲激响应........................................................................................9 实验2 连续时间系统的模拟.......................................................................................13 实验3 有源无源滤波器 18 实验4 抽样定理与信号恢复 27 实验5 二阶网络状态轨迹的显示 35 实验6 一阶电路的暂态响应 39 实验7 二阶电路的暂态响应 42 实验8 二阶电路传输特性 47 实验9 信号卷积实验 50 实验10 矩形脉冲信号的分解 55 实验11 矩形脉冲信号的合成 60 实验12 谐波幅度对波形合成的影响 63 实验13 相位对波形合成的影响 67 实验14 任意信号的分解 69 实验15 数字滤波器 71 实验16 虚拟仪表 72 实验17 信号产生实验 75 实验18 数字滤波器在线设计 79 实验19 信号频谱分析 84 信号与系统综合实验概述 RZ8663信号与系统模块组成介绍 “RZ8663信号与系统实验箱”是在多年开设信号与系统实验的基础上，经过不断改进研制成功的。是专门为《信号与系统》课程而设计的，提供了信号的频域、时域分析的实验手段。利用该实验箱可进行阶跃响应与冲激响应的时域分析；借助于ＤＳＰ技术实现信号卷积、信号频谱的分析与研究、信号的分解与合成的分析与实验；抽样定理与信号恢复的分析与研究；连续时间系统的模拟；一阶、二阶电路的暂态响应；二阶网络状态轨迹显示、各种滤波器设计与实现等内容的学习与实验。 实验箱采用了DSP数字信号处理新技术，将模拟电路难以实现或实验结果不理想的“信号分解与合成”、“信号卷积”等实验得以准确地演示，并能生动地验证理论结果；系统地了解并比较无源、有源、数字滤波器的性能及特性，并可学会数字滤波器设计与实现。 实验箱配有DSP标准的JTAG插口及DSP同主机PC机的通信接口，可方便学生在我们提供的软件的基础上进行二次开发（可用仿真器或不用仿真器），完成一些数字信号处理、ＤＳＰ应用方面的实验。如：各种数字滤波器设计、频谱分析、卷积、Ａ／Ｄ转换、Ｄ／Ａ转换、ＤＳＰ定时器的使用、ＤＳＰ基本Ｉ／Ｏ口使用等。该实验箱的系统分布图如图1-1所示。 图1-1 RZ8663实验系统分布示意图 它由以下模块组成： 电源输入模块 信号源模块 数字滤波器模块 主机接口与二次开发区 数字信号处理器模块 CPLD编程开放模块 信号分解与合成模块 信号卷积实验模块 一阶电路暂态响应模块 二阶电路传输特性模块 二阶网络状态轨迹模块 阶跃响应与冲激响应模块 抽样定理模块 模拟滤波器模块 基本运算单元与连续系统的模拟模块 频率表与毫伏表 各模块的的具体作用将在第二节中介绍。 第二章 信号与系统硬件实验 实验一 函数信号发生器 一、实验目的 1．了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。 2．熟悉信号与系统实验箱信号产生的方法。 二、实验仪器 1．20M双踪示波器一台。 2．信号与系统实验箱。 三、实验原理 1．ICL8038是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图1-1所示。它由恒