【正文】 半分地分別搬到 ? 0? 處。觀察調(diào)制和解調(diào)后的波形。 此次實驗中， 由于函數(shù)信號發(fā)生器本身有內(nèi)阻，所以輸入信號的頻率和幅度與發(fā)生器面板顯示的有較大差別，應(yīng)以示波器檢測的結(jié)果為準(zhǔn)。 四、實驗設(shè)計與實驗結(jié)果 未加信號時，采樣信號波形 采樣信號波形 由圖可以得出信號的頻率為 f=1200Hz。 三、方案實現(xiàn)和具體設(shè)計（見實驗教程 P44） 1．連接采樣脈沖（方波）信號發(fā)生器、采樣器（采樣開關(guān)）、低通濾波器組成的采樣與恢復(fù)電路（實驗電路板 7；或自己設(shè)計搭建的實驗電路板）。掌握根據(jù)實驗原理框圖設(shè)計實驗方案、自行搭建實驗電路、自行設(shè)計電路參數(shù)的方法。 2．有源濾波器與無源濾波器的頻率特性有何不同？ 無源濾波器主要有無源元件 R、 L 和 C 組成 , 有源濾波器由集成運(yùn)放和 R、 C組成，集成運(yùn)放的開 環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用，因此有源濾波器可以實現(xiàn)比無源濾波器更為理想的響應(yīng)曲線。 當(dāng) LPF 的高頻截止頻率 fH低 于 HPF 的低頻截止頻率 fL時， 將 LPF 與 HPF 的輸出端口接在加法器的兩個輸入端口，加法器的輸出端口輸出濾波信號，即 可 構(gòu)成了 BEF。 2．將函數(shù)信號發(fā)生器輸出的正弦信號接入無源（或有源）濾波器的輸入端， 調(diào)節(jié)該正弦信號頻率（由 小到大改變）時 ,用示波器觀察其低通濾波器輸出幅值的變化。 實驗四 LPF、 HPF、 BPF、 BEF間的變換 一、實驗任務(wù)和目標(biāo) 通過本實驗進(jìn)一步理解低通、高通和帶通等不同類型濾波器間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；熟悉低通、高通、帶通和帶阻濾波器的模擬電路，并掌握其參數(shù)的設(shè)計原則。 16 示波器測出的實際幅頻特性的截止頻率點與計算出的理想幅頻特性有所偏差。但有源濾波器在本實驗中， 因 受運(yùn)放增益帶寬積的影響，有源濾波器的穩(wěn)定工作頻率范圍較為有限。 3．按照以上步驟，分別測試無源和有源 LPF、 HPF、 BPF、 BEF 的幅頻特性。 根據(jù)幅頻特性所表示的通過或阻止信號頻率范圍的不同，濾波器可分為低通濾波器（ LPF）、高通濾波器（ HPF）、帶通濾波器（ BPF）、和帶阻濾波器（ BEF）四種。 實驗三 無源濾波器與有源濾波器 一、實驗任務(wù)和目標(biāo) 了解無源和有源 LPF(低通濾波器 )、無源和有源 HPF(高通濾波器 )、無源和有源 BPF(帶通濾波器 )、無源和有源 BEF(帶阻濾波器 )基本結(jié)構(gòu)及其特性，通過設(shè)計電路，測量這些濾波器的幅頻特性，分析比較無源和有源濾波器的濾波特性。 若增益為采樣信號周期 T，則輸出信號與輸入信號幅值相等；若增益不為 T，則 此時輸出信號與輸入信號幅值不同，但波形相同。 在實驗中， 實驗板對實驗的影響很大，有的 50kHz 不失真，有的 10kHz 就 明顯 失真了。 三． 方案實現(xiàn)和具體設(shè)計 用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生輸入信號，用示波器觀察 輸出及輸入信號，并比較波形的失真 四． 實驗設(shè)計與實驗結(jié)果 ，頻率可變的正弦信號作為輸入信號，測量輸出信號的幅值和相位。線性系統(tǒng)引起的信號失真有兩方面因素造成，一是系統(tǒng)對信號中各頻率分量幅度產(chǎn)生不同程度的衰減，使響應(yīng)各頻率分量的相對幅度產(chǎn)生變化，引起幅度失真。 零輸入響應(yīng)與輸入激勵無關(guān)，其過程只和電路結(jié)構(gòu)有關(guān)，只要電路結(jié)構(gòu) 自身是穩(wěn)定的，零輸入響應(yīng)就是穩(wěn)定的；零狀態(tài)響應(yīng)只與輸入激勵有關(guān)，與起始儲能無關(guān) ，在不同的輸入信號下，電路會表征出不同的響應(yīng) ， 所以零狀態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定性不僅和電路結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與輸入的信號有關(guān)。 由圖可看出，零狀態(tài)、零輸入、全響應(yīng)都是指數(shù)規(guī)律增長或衰減。 7 圖 24 零狀態(tài)響應(yīng)曲線 2．閉合開關(guān) S1，斷開 S2， S3，電容充電到 15V 后，斷開開關(guān) S1，閉合 S3,電容放電，得到零輸入響應(yīng)曲線。 二． 總體方案設(shè)計 (實驗教程 P29－ 30，下同 ) 一階系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)的簡單實驗電路如圖所示。 1 2021 級 《信號與控制綜合實驗》課程 實 驗 報 告 (基本實驗一 :信號與系統(tǒng)基本實驗 ) 姓 名 張豐偉 學(xué) 號 U202111871 專業(yè)班號 1004 同組者 彭永晶 學(xué) 號 U202111868 專業(yè)班號 1004 指導(dǎo)教師 李開成 日 期 實驗成績 評 閱 人 電氣學(xué)科大類 2 實驗評分表 基本實驗 實驗編號名稱 /內(nèi)容 實驗分值 評 分 零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng) 5 信號的無失真?zhèn)鬏? 5 設(shè)計性實驗 實驗名稱 /內(nèi)容 實驗分值 評 分 無源與有源濾波器 10 低通、高通、帶通、帶阻濾波器變換 10 信號的采樣與恢復(fù) 15 調(diào)制與解調(diào)實驗 15 創(chuàng)新性實驗 實驗名稱 /內(nèi)容 實驗分值 評 分 信號的產(chǎn)生、收集、處理、變換和基于MATLAB 的分析 0~40 教師評價意見 總 分 3 目 錄 正文 實驗一：零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng) …………………………… 6 實驗任務(wù)與目的 ……………………………………… 6 總體方案設(shè)計 ……………………………………… 6 方案實現(xiàn)和具體設(shè)計 ………………………………… 6 實驗設(shè)計與實驗結(jié)果 ………………………………… 6 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 7 實驗二：信號的無失真?zhèn)鬏?……………………………………… 8 實驗任務(wù)與目的 ………………… …………………… 8 總體方案設(shè)計 ………………………………………… 8 方案實現(xiàn)和具體設(shè)計 ………………………………… 8 實驗設(shè)計與實驗結(jié)果 ………………………………… 8 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 11 實驗三：無源與有源濾波器 ……………………………………… 11 實驗任務(wù)與目的 ……………………………………… 11 總體方案設(shè)計 ………………… ……………………… 11 方案實現(xiàn)和具體設(shè)計 ………………………………… 12 實驗設(shè)計與實驗結(jié)果 ………………………………… 12 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 15 實驗四： LPF、 HPF、 BPF、 BEF 間的變換 ………………………… 16 實驗任務(wù)與目的 ………………………………… 19 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 24 實驗六：調(diào)制與解調(diào)實驗 ………………………………………… 24 實驗任務(wù)與目的 ……………………………………… 24 總體方案設(shè)計 ………………………………………… 24 方案實現(xiàn)和具體設(shè)計 ………………………………… 25 實驗設(shè)計與實驗結(jié)果 …………………………………