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华中科技大学信号与系统综合实验报告(电气版)
10 级
《信号与控制综合实验》课程
实 验 报 告
(基本实验一:信号与系统基本实验)
姓 名 学 号 专业班号
同组者 学 号 专业班号
指导教师 何俊佳
日 期 2012年12月7日
实验成绩
评 阅 人
实验评分表
基本实验 实验编号名称/内容 实验分值 评分 3.非正弦信号的分解与合成 设计性实验 实验名称/内容 实验分值 评分 5.无源与有源滤波器 6.低通高通带通带阻滤波器之间的变换 7.信号的采样与恢复 8.调制与解调实验 创新性实验 实验名称/内容 实验分值 评分 不同阶数相同类型滤波器的滤波效果 教师评价意见 总分
目 录
一、实验内容………………………………………………………………4
(一)实验三 非正弦信号的分解与合成……………………………4
(二)实验五 无源与有源滤波器……………………………………12
(三)实验六 低通高通带通带阻滤波器之间的变换………………20
(四)实验七 信号的采样与恢复实验………………………………26
(五)实验八 调制与解调实验………………………………………37
(六)实验九不同阶数相同类型滤波器的滤波效果…………………40
二、实验总结……………………………………………………………52
三、实验心得与体会……………………………………………………53
四、参考文献……………………………………………………………54
实验内容
实验三
一、实验原理
对于一个非正弦的周期性信号,都可以利用傅里叶分解将其分解为频率、幅值、相位各不相同的个个正弦信号的叠加。本次实验通过对其中一些特殊的非正弦周期信号的研究来认识傅里叶变换的作用。
二、实验电路分析
图 3-1
对于如上图形,我们对于任意一个周期信号,将其分别利用低通滤波器和相应的带通滤波器,分解为各个频率的谐波分量。然后通过加法器,选择某些频率的谐波进行叠加,观察波形,并分析所得波形的性质。
三、实验仿真
在实验之前,先利用Matlab对于实验中所要分解的波形进行仿真,并对于理想情况下的分解和实际情况下的分解作比较,分析实验结果。
方波分解的代码如下:
t=-3*pi:pi/100000:3*pi;
y=square(2*pi*50*t,50);
f1=4*sin(2*pi*50*t)/pi;
f2=4*sin(6*pi*50*t)/(pi*3);
f3=4*sin(10*pi*50*t)/(pi*5);
f4=4*sin(14*pi*50*t)/(pi*7);
subplot(321),plot(t,y);
grid on
axis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);
subplot(322),plot(t,f1);
grid on
axis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);
subplot(323),plot(t,f2);
grid on
axis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);
subplot(324),plot(t,f3);
grid on
axis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);
subplot(325),plot(t,f4);
grid on
axis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);
仿真的结果如下图:
图 3-2
我们可以发现基波的幅值甚至超过了原方波,而且高次谐波随着次数的增高幅值减少。并且分解波形里只有奇次谐波分量。
而对于方波不同阶数的谐波的合成,代码如下:
t=-3*pi:pi/100000:3*pi;
y=square(2*pi*50*t,50);
f1=4*sin(2*pi*50*t)/pi;
f2=4*sin(6*pi*50*t)/(pi*3);
f3=4*sin(10*pi*50*t)/(pi*5);
f4=4*sin(14*pi*50*t)/(pi*7);
subplot(411),plot(t,f1);
grid on
axis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);
subplot(412),plot(t,f1+f2);
grid on
axis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);
subplot(413),plot(t,f1+f2+f3);
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