【正文】 心得體會(huì) 這次 實(shí)驗(yàn)中也遇到了不少麻煩，比如有時(shí)輸出波形總會(huì)出現(xiàn)意想不到的問題， 經(jīng)過一番調(diào)試最終找到問題所在 ，完成了實(shí)驗(yàn)。由于函數(shù)信號(hào)發(fā)生器本身有內(nèi) 阻，所以輸入信號(hào)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)。通過多個(gè)并聯(lián) LC 振蕩電路測取其諧波，但買元件時(shí)發(fā)現(xiàn)買不到電感，實(shí)驗(yàn)時(shí)用實(shí)驗(yàn)室的電感多次串并聯(lián)獲得所需的 近似的 數(shù)值，增加了實(shí)驗(yàn)誤差。但在解調(diào)過程中，當(dāng)通過增益為 2 的低通濾波器后，兩者的幅值應(yīng)該相等。解調(diào)的任務(wù)是從 Y(t)中恢復(fù)出原始信號(hào)。 4．改換被采樣輸入信號(hào)為 其它波形（三角波等），再重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。 由實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng) LPF 的高頻截止頻率 fH 要高于 HPF 的低頻截止頻率 fL 時(shí)，將 LPF 與 HPF 串接即可得到 BPF 濾波器。這是因?yàn)闊o源濾波器主要由無源元件 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，因此有源濾波器的頻率響應(yīng)比無源濾波器更為理想。根據(jù)尼奎斯特采樣定理，信道的帶寬應(yīng)該大于信息的碼元速率的兩倍以上才能進(jìn)行無失真?zhèn)鬏敗?思考題 1．系統(tǒng)零輸入響應(yīng)的穩(wěn)定性與零狀態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定性是否相同？為什么？ 不相同。 1 2020 級(jí) 《信號(hào)與控制綜合實(shí)驗(yàn)》課程 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 (基本實(shí)驗(yàn)一 :信號(hào)與系統(tǒng)基本實(shí)驗(yàn) ) 姓 名 張豐偉 學(xué) 號(hào) U202020871 專業(yè)班號(hào) 1004 同組者 彭永晶 學(xué) 號(hào) U202020868 專業(yè)班號(hào) 1004 指導(dǎo)教師 李開成 日 期 實(shí)驗(yàn)成績 評(píng) 閱 人 電氣學(xué)科大類 2 實(shí)驗(yàn)評(píng)分表 基本實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)編號(hào)名稱 /內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)分值 評(píng) 分 零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng) 5 信號(hào)的無失真?zhèn)鬏? 5 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱 /內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)分值 評(píng) 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(hào)的采樣與恢復(fù) 15 調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn) 15 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱 /內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)分值 評(píng) 分 信號(hào)的產(chǎn)生、收集、處理、變換和基于MATLAB 的分析 0~40 教師評(píng)價(jià)意見 總 分 3 目 錄 正文 實(shí)驗(yàn)一：零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng) …………………………… 6 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ……………………………………… 6 總體方案設(shè)計(jì) ……………………………………… 6 方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) ………………………………… 6 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ………………………………… 6 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 7 實(shí)驗(yàn)二：信號(hào)的無失真?zhèn)鬏?……………………………………… 8 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ………………… …………………… 8 總體方案設(shè)計(jì) ………………………………………… 8 方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) ………………………………… 8 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ………………………………… 8 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 11 實(shí)驗(yàn)三：無源與有源濾波器 ……………………………………… 11 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ……………………………………… 11 總體方案設(shè)計(jì) ………………… ……………………… 11 方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) ………………………………… 12 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ………………………………… 12 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 15 實(shí)驗(yàn)四： LPF、 HPF、 BPF、 BEF 間的變換 ………………………… 16 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ………………………………… 零輸入響應(yīng)與輸入激勵(lì)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(lì)有關(guān)，與起始儲(chǔ)能無關(guān) ，在不同的輸入信號(hào)下，電路會(huì)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(hào)有關(guān)。 若增益為采樣信號(hào)周期 T，則輸出信號(hào)與輸入信號(hào)幅值相等；若增益不為 T，則 此時(shí)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)幅值不同，但波形相同。但有源濾波器在本實(shí)驗(yàn)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。 當(dāng) LPF 的高頻截止頻率 fH低 于 HPF 的低頻截止頻率 fL時(shí)， 將 LPF 與 HPF 的輸出端口接在加法器的兩個(gè)輸入端口，加法器的輸出端口輸出濾波信號(hào)，即 可 構(gòu)成了 BEF。 四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 未加信號(hào)時(shí)，采樣信號(hào)波形 采樣信號(hào)波形 由圖可以得出信號(hào)的頻率為 f=1200Hz。同步解調(diào)的原理就是用相同的載波在進(jìn)行再進(jìn)行一次調(diào)制。事實(shí)上，信號(hào)在調(diào)制的過程中會(huì)有所衰減，因此其幅值不相等。方波轉(zhuǎn)三角波電路也因缺少大電感而臨時(shí)將 LC 濾波電路改為 RC濾波電路。實(shí)驗(yàn)板上的多諧振蕩電路產(chǎn)生的脈沖采樣信號(hào)頻率不是非常穩(wěn)定，因而對(duì)應(yīng)的奈奎斯特頻率不易求得。其實(shí)在實(shí)驗(yàn)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(shí)候會(huì)得不到理想中的波形。相信在以后的實(shí)驗(yàn)中，這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)和這種對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度會(huì)使我 們從實(shí)驗(yàn)中收獲更多。 信號(hào)的采樣與恢復(fù)，此實(shí)驗(yàn)波形圖不好調(diào)，示波器要兩路同時(shí)檢測。 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(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) 四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)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(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，設(shè)計(jì)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。當(dāng)用正弦波信號(hào)對(duì)已調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，由傅里葉變換可知，在理想情況下，解調(diào)信號(hào) X(t)的 幅度為已調(diào)制信號(hào) Y(t)幅度的一半。信號(hào)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(hào) Y(t)。 )(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(shí)間信號(hào) (c)采樣信號(hào) 信號(hào)的采樣與恢復(fù)原理框圖 20 3．改變被采樣輸入信號(hào)的頻率，再觀察采樣輸出信號(hào)以及通過低通濾波器后的恢復(fù)信號(hào)。 四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)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