文档介绍：《信号与系统》实验
目录
实验一常用功能模块的使用(一) 2
实验二常用功能模块的使用(二) 6
实验三零输入响应零状态响应 10
实验四信号分解与合成 12
实验五信号的采样与恢复 16
实验六模拟滤波器的分析 19
实验七二阶网络函数的模拟 23
实验一常用功能模块的使用(一)
一、实验目的
1、了解函数信号发生器的操作方法。
2、了解交流毫伏表的操作方法。
3、了解频率计的操作方法。
4、了解用交流电压表并辅以其它仪器如频率计等绘制滤波器的频谱特性图。
二、实验内容
1、用示波器观察函数信号发生器输出的三种波形。
2、调其中电位器、拨位开关,观察三种波形的变化。
3、测量信号幅度的有效值,用数码管进行观察。
4、测量信号频率,用数码管进行观察。
三、实验器材
1、20M双踪示波器 1台
2、信号与系统实验箱 1台
四、实验原理
1、函数信号发生器实验电路如图1-1-1所示:
图1-1-1 MAX038实验电路原理图
2、交流毫伏表原理
由于平均值转换器的精度不是很高,所以近代高精度DMM很少再采用这种技术,而代之发展并广为采用的是真有效值转换器。真有效值转换器输出的直流电压,线形地正比于被测各种波形交流信号的有效值,基本上不受输入波形失真度的影响。真有效值交直流转换器有热电式和运算式等几种形式。我们在此介绍的主要是采用运算式。
其运算式方程是一个均方根式:

我们采用的是美国AD公司研制的集成有效值转换器AD637,它是一种按隐含运算式而设计的AD芯片,%,是当前国际集成真有效值转换器性能较好的一种。AD637由绝对值电路、平方/除法器、低通滤波/放大器和缓冲放大器组成。输入电压通过绝对值电路转换成单极性电流I1,加至平方/除法器的一个输入端,再经过低通滤波/放大器,最终在AD637的9脚输出直流电平。AD637的管脚分布如图1-1-2所示。
图1-1-2 AD637的典型接法
五、实验步骤
(1)函数信号发生器
1、接上电源线,按下船形开关、电源开关及该模块电源开关S1201、S1202,使其“输出”为方波,通过调整电位器“占空比调节”,使方波的占空比达到50%(当MAX038的第7脚电压DADJ为0V时,方波的占空比为50%)。(注:“波形选择”开关K1201和K1202用于选择“方波”、“三角波”、“正弦波”,当K1201和K1202拨到左边时,输出方波,当K1201拨到右边且K1202拨到左边时,输出三角波;当K1201和K1202拨到右边时,输出正弦波。而“JD1~JD5”的各个跳线用于选择不同的频段;另外“频率调节”的电位器可调节频率,“幅度调节”的电位器可调节幅度)
2、保持方波的占空比为50%不变,“波形选择”开关选择“正弦波”,观察波形。
3、改变外接电容C的值(这里通过“JD1~JD5”的跳线选择不同的频段),观测输出波形,由于外接电容C的值分别为470pF、、15nF、、,输出信号频率的比例大约为
: : ::。
4、调节电位器“占空比调节”,可以观察到方波信号的占空比发生变化,正弦信号则发生的变化为波峰和波谷位置偏移,三角信号的峰值和峰谷同样发生偏移。
5、调节“频率调节”旋扭,可以观察到低频极限值为22Hz,,调节“幅度调节”电位器,正弦波的最大幅度为20V,三角波的最大幅度为20V,方波的最大幅度为20V。
由于MAX038内部的非线性转换使输出的波形有可能失真。这可以通过在运放LF353 (U1202)的1、2脚间并联上电容来解决失真问题(A~I对应不同的电容值,可解决不同频段波形失真问题)。在使用过程中,如果选择正弦波和方波,则可以按照表(1)给出的对应关系接上不同的电容来解决失真问题。注意:要一一对应,否则将会使波形更加失真,如果选择三角波输出,则不用连接A~I的任何电容,即取下该处跳线。
A
22Hz~250Hz
正弦波的改善
B
200Hz~500Hz
C
500Hz~3kHz
D
3kHz~6kHz
E
6kHz~70kHz
F
50kHZ~1MHz
F
300Hz~40kHz
方波的改善
G
40kHz~60kHz
H
60kHz~120kHz
I
120kHz~150kHz
表(1)

(2)交流毫伏表
1、把函数信号发生器实验模块的输出端接到该实验模块的输入端,并把函数信号发生器的波形选择为正弦波,即通过“波形选择”开关选择正弦波。
2、接通电源,并按下函数信号发生器模块电源开关S1201、S1202和此模块的电源开关S1。
3、按下