【正文】 總體方案設(shè)計 ………………………………………… 18 方案實現(xiàn)和具體設(shè)計 ………………………………… 19 實驗設(shè)計與實 驗結(jié)果 ……………………………… S1 和 S2 的閉合 /斷開來設(shè)置電路工作狀態(tài)（零輸入 /零狀態(tài) /完全） ， 用示波器觀察輸出（電容電壓）的 零輸入響應(yīng) 、 零狀態(tài)響應(yīng) 和 完全響應(yīng) ，記錄波形和當(dāng)前響應(yīng)時的各開關(guān)的狀態(tài)。 信號的無失真?zhèn)鬏斒侵竿ㄟ^系統(tǒng)后輸出信號的波形與輸入信號的波形完全相同，僅有幅值上的差異和產(chǎn)生一定的延遲時間的傳輸。 六． 思考題 ，那么輸出信號波形與輸入 信號波形相同的主要原因是什么？ 波形相同，但波形所在的坐標(biāo)軸的數(shù)值或單位不同。 二、總體方案設(shè)計 (實驗教程 P36~37) 濾波器是對輸入信號的頻率具有選擇性的一個二端口網(wǎng)絡(luò)，它允許某些頻率（通常是某個頻率范圍）的信號通過，而其它頻率的信號幅值均要受到衰減或抑 12 制。 因此， 有源濾波器比無源濾波器有更理想的濾波效果。 2．如果要實現(xiàn) LPF、 HPF、 BPF、 BEF 源濾器之間的轉(zhuǎn)換，應(yīng)如何連接？ 將有源 LPF 與有源 HPF 串接即可得到 BPF 濾波器。 四、實驗設(shè)計與實驗結(jié)果 1． LPF+HPF 合成 BPF 低通濾波器 帶通濾波器 f vi vo vo/vi vi vo vo/vi 17 10 50 1 100 1 500 1000 2020 5000 10000 20200 50000 低通 +高通合成帶通濾波器的幅頻特性實驗數(shù)據(jù) 低通 +高通合成帶通濾波器的幅頻特性曲線 上限截止頻率為 1970Hz，下限截止頻率為 140Hz， 通頻帶 BW=1830Hz， 特征頻率為 435Hz 4． LPF+HPF 合成 BEF 低通濾波器 高通濾波器 帶阻濾波器 f/kHz f vi vo vo/vi vi vo vo/vi vi vo vo/vi 50 100 200 300 400 500 700 18 6 66667 8 33333 66667 1 1000 2 2020 5 5000 10 10000 低通 +高通合成帶阻濾波器的幅頻特性實驗數(shù)據(jù) 低通 +高通合成帶阻濾波器的幅頻特性曲線 上限截止頻率為 2200Hz，下限截止頻率為 80Hz， 通頻帶 BW=2120Hz， 特征頻率為 400Hz 五、結(jié)果分析與討論 所得實驗結(jié)果與預(yù)期基本相符，由幅頻特性曲線可知濾波器增益與理論值也比較接近。 19 實驗五 信號的采樣與恢復(fù) 一、實驗任務(wù)和目標(biāo) 了解信號的采樣方法與過程及信號的恢復(fù)。 )(tr )(*tr)()( 0??? ?? k kTttS ??(a) (b) (c) 采樣過程 (a)采樣開關(guān)可等效成脈沖調(diào)制器 (b)被采樣的連續(xù)時間信號 (c)采樣信號 信號的采樣與恢復(fù)原理框圖 20 3．改變被采樣輸入信號的頻率，再觀察采樣輸出信號以及通過低通濾波器后的恢復(fù)信號。試驗中對于正弦信號和三角波信號，從波形中都可以看出，在 ms ?? 2? ＜以及 ms ?? 2? （近似，頻率不是非常穩(wěn) 定）時，采樣后的信號均可以較好的恢復(fù)，而當(dāng) ms ?? 2? 時，采樣后的信號不能無失真恢復(fù)。信號傳輸信道為理想信道，在接收端可以無失真地接收到已調(diào)制信號 Y(t)。 3．將 “ 調(diào)幅信號輸出 ” 接到解調(diào)電路中的調(diào)幅信號輸入上，將載波接到載波信號輸入 端 上，將解調(diào)信號輸出接到 LPF 輸入 端 上。當(dāng)用正弦波信號對已調(diào)制信號進行解調(diào)時，由傅里葉變換可知，在理想情況下，解調(diào)信號 X(t)的 幅度為已調(diào)制信號 Y(t)幅度的一半。 二、 總體方案設(shè)計 多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發(fā)生器。 將方波通過低通濾波器即可得到正弦波或三角波 30 三、 方案實現(xiàn)和具體設(shè)計 四、實驗設(shè)計與實驗結(jié)果 1. 方波產(chǎn)生 2. 方波的分解波形 基波波形 31 2 次諧波波形 3 次諧波波形 4 次諧波波形 32 5 次諧波波形 6 次諧波波形 7 次諧波波形 3. 方波 諧波合成 4. 方波轉(zhuǎn)化為正弦波（ 1kHz 方波轉(zhuǎn)化為 50Hz 正弦波） 33 五、 結(jié)果分析與討論 設(shè)計實驗電路時，設(shè)計的方波發(fā)生電路是模擬數(shù)字混合電路，仿真比較困難，上網(wǎng)查資料后解決問題。實驗過程中的不斷摸索和討論讓我們收獲了不少知識和實驗技巧，下面我從七個實驗方面分條論述： 34 首先是零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng)這個實驗，在實驗的過程中，第一次實驗基本上是 熟練學(xué)習(xí)的過程，逐漸掌握器材如示波器、信號發(fā)生器、穩(wěn)壓電源等的使用方法，加深了對零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)原理的理解，了解了三種響應(yīng)的響應(yīng)曲線以及這三種響應(yīng)之間的聯(lián)系。 信號的采樣與恢復(fù)，此實驗波形圖不好調(diào)，示波器要兩路同時檢測。調(diào)節(jié)電位器使濾波輸出信號輸出波形失真較小。相信在以后的實驗中，這些寶貴的經(jīng)驗和這種對待實驗的態(tài)度會使我 們從實驗中收獲更多。 做完這些實驗后，收獲的確不少，和他人的合作能力也有提高，每次實驗后的思考題也都認真地思考過，覺得自己在這方面進步很大。其實在實驗中仍有不少疑惑或不確定的地方，比如為什么方波在高頻率的時候會得不到理想中的波形。 最后一個實驗是創(chuàng)新性實驗，我們的題目是方波信號的產(chǎn)生、分解 、合成及轉(zhuǎn)化。實驗板上的多諧振蕩電路產(chǎn)生的脈沖采樣信號頻率不是非常穩(wěn)定，因而對應(yīng)的奈奎斯特頻率不易求得。通過人眼觀察很難判定是否失真，通過測取數(shù)據(jù)進行頻譜分析能更準(zhǔn)確判斷是否失真。方波轉(zhuǎn)三角波電路也因缺少大電感而臨時將 LC 濾波電路改為 RC濾波電路。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。事實上，信號在調(diào)制的過程中會有所衰減，因此其幅值不相等。 四、 實驗設(shè)計與實驗結(jié)果 1．被調(diào)制信號（ TP1） 2． 載波信號 27 3． 調(diào)幅輸出信號（ TP2） 載波 信號與 調(diào)幅輸出 信號比較圖 （ TP3） 調(diào)制信號與解調(diào)信號比較圖 （ TP4） 28 調(diào)制信號與解調(diào)濾波信號比較圖 五、 結(jié)果分析與討論 調(diào)制與解調(diào)實驗，幅度調(diào)制是用調(diào)制信號去控制高頻正弦載波的幅度，使其按調(diào)制信號的規(guī)律變化的過程。同步解調(diào)的原理就是用相同的載波在進行再進行一次調(diào)制。觀察調(diào)制和解調(diào)后的波形。 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。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。 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。 實驗四 LPF、 HPF、 BPF、 BEF間的變換 一、實驗任務(wù)和目標(biāo) 通過本