【正文】 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的總結(jié)與處理分析也是要求我們具有總結(jié)得失，改正不足的意識(shí)，記錄下來自己在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，又是怎么解決的，以后需要注意哪些，自己又獲得了哪些收獲與進(jìn)步 。例如在實(shí)驗(yàn)二利用示波器觀察狀態(tài)響應(yīng)時(shí)，一直觀察不到期望的現(xiàn)象，后來經(jīng)過和小組成員的仔細(xì)分析和研究后， 一致認(rèn)為應(yīng)該是示波器的顯示方法沒有調(diào)正確，之后又經(jīng)過一系列的探索，終于 在示波器上調(diào)出了 期望的結(jié)果，如釋重負(fù)。 因?yàn)橐颜{(diào)制信號(hào)的幅度 Y(t)在理論上應(yīng)為輸入信號(hào)的幅度一半 ,而已調(diào)制信號(hào)Y(t)在解調(diào)時(shí)會(huì)通過一個(gè)增益為 2的低通濾波器，這樣解調(diào)信號(hào)的幅度 X（ t） 應(yīng)與輸入信號(hào)的幅度基本相等。 四、 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果 實(shí)驗(yàn)中被調(diào)制信號(hào)波形、載波信號(hào)、調(diào)制后信號(hào)、解調(diào)后信號(hào)、濾波后信號(hào)分別如下各圖所示。 先調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)電路板輸出的正弦信號(hào)頻率約為 500Hz、幅度為 500mV，作為被調(diào)制信號(hào)；函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦信號(hào)約為 20KHz、 500mV，作為二路載波信號(hào)，然后連信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 39 接到實(shí)驗(yàn)電路板上。同步解調(diào)的原理就是用相同的載波再用一次調(diào)制。上式可知，用正弦波 cos( )owt 進(jìn)行調(diào)制，就是把調(diào)制信號(hào)的頻譜 ()xw對(duì)半分地分別搬到 177。解調(diào)則是調(diào)制的相反過程，而從調(diào)制的信號(hào)中恢復(fù)出原信號(hào)。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論與分析 根據(jù)采樣信號(hào)的頻率 sf =1149Hz，試驗(yàn)中取分別輸入正弦 20Hz、 100 Hz、 500 Hz、三角信號(hào)的頻率 30Hz、 100Hz. 從實(shí)驗(yàn)所得波形可以看出， 100Hz 信號(hào)經(jīng)采樣、恢復(fù)后基本恢復(fù)成了與原信號(hào)等頻率信號(hào)，但恢復(fù)后的信號(hào)與原信號(hào)相比，有明顯的相位延遲；同時(shí)，對(duì)于本實(shí)信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 36 驗(yàn)采用的電路，也使信號(hào)的峰峰值發(fā)生變化； 500Hz 的信號(hào)經(jīng)采樣、恢復(fù)后也基本恢復(fù)成了與原信號(hào)等頻率信號(hào)，但恢復(fù)后的信號(hào)與原信號(hào)相比，有明顯的相位延遲，與原信號(hào)剛好處于反相位；而 20Hz 的信號(hào)經(jīng)采樣、恢復(fù)后完全不能恢復(fù)成原信號(hào)，同時(shí)恢復(fù)后的信號(hào)與原信號(hào)在頻率上有非常大的差異，所以信號(hào)未能得到恢復(fù)。所以信號(hào)未能得到恢 復(fù)。 4．改換被采樣輸入信號(hào)為三角波，再重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。 信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 29 圖 采樣前后的信號(hào)頻譜 圖 采樣前后的信號(hào)頻譜 連續(xù)信號(hào)的采樣和恢復(fù)過程如圖 所示。信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 28 采樣信號(hào) r(kT)可以看成連續(xù)信號(hào) r(t)和一組開關(guān)函數(shù) S(t)的乘積； S(t)是一組周期性窄脈沖。 實(shí)驗(yàn)七 信號(hào)的采樣與恢復(fù) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解信號(hào)的采樣方法與過程及信號(hào)的恢復(fù)。通過本實(shí)驗(yàn)， 使 我們對(duì)濾波器，特別是帶通濾波器和帶阻濾波器有了更清醒的認(rèn)識(shí)，對(duì)其幅頻特性以及相關(guān)之外的計(jì)算也有了更好的掌握；也明白了在何種情況下，低通濾波器和高通濾波器可組成帶通濾波器和帶阻濾波器。 從表 可以看出，有源 LPF 的上限截止頻率 fH=160Hz。 四、 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果 1. 有源 LPF+有源 HPF 合成 BPF 實(shí)驗(yàn)： 表 有源 LPF幅頻特性測(cè)量 LPF 頻率 f/Hz Vo/Vi 20 1 50 1 100 200 300 400 420 500 700 1000 1500 1800 2021 2500 信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 23 3000 4000 6000 10000 20210 40000 圖 有源 LPF幅頻特性曲線 表 有源 BPF的幅頻特性測(cè)量 BPF 頻率 f/Hz Vo/Vi 20 50 100 200 300 400 420 500 700 1000 1500 1800 2021 2500 3000 011 10 100 1000 10000 100000有源 LPF 信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 24 4000 6000 10000 20210 40000 從表 中可以看出，有源 LPF 的上限截止頻率 fH=1700Hz；從表 中可以看出，有源 HPF 的下限截止頻率 fL=1500Hz。 二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與原理 由于高通濾波器與低通濾波器間有著下列的關(guān)系： 帶通濾波器的幅頻特性（ cL cHww? ） : 帶阻濾波器的幅頻特性 ( cL cHww? ): 信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 21 其中， cLw 為 LPF的帶寬頻率， cHw 為 HPF 的帶寬頻率。這是因?yàn)閷?shí)際電路元件與標(biāo)稱值均有一定的誤差造成的，同時(shí)實(shí)際元器件跟理論上的元器件的理想表現(xiàn)也存在差異。但有源濾波器也有其問題，在本實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)為，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. 無源 BPF 和有源 BPF 的幅頻特性 測(cè)量 圖 無源 BPF和有源 BPF的幅頻特性 表 無源 BPF和有源 BPF的幅頻特性 測(cè)量 1 10 100 1000 10000 100000圖表標(biāo)題 無源 BPF 有源 BPF 信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 17 從上圖中還是可以非常清楚的看出帶通的效果，即允許某一段頻率通過，衰減和削弱兩邊的頻率，但是此次實(shí)驗(yàn)的誤差較大，帶通電路對(duì)允許通過頻率的衰減也略大。 注意： 當(dāng)改變信號(hào)源頻率時(shí)，應(yīng)觀測(cè)一下 Vi是否保持穩(wěn)定，數(shù)據(jù)如有改變應(yīng)及時(shí)調(diào)整。 根據(jù)幅頻特性所表示的通過或阻止信號(hào)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。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)。 驗(yàn)證了大一時(shí)期學(xué)習(xí)的電路理論的基礎(chǔ)知識(shí)，使我們對(duì)零輸入，零狀態(tài)及完全響應(yīng)的產(chǎn)生和現(xiàn)象的有了具體和直觀的認(rèn)識(shí)。 4． 只閉合 Ks 對(duì)電容放電后，斷開 Ks ，閉合 2K ,充電至 5v后，斷開 2K ，再閉合 1K ， 得到完全響應(yīng)曲線。 二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與原理 （參考教材 30 頁） 如圖 所示一階 RC 電路 , 若設(shè)電容 C 初始時(shí)刻電壓為 (0)CU ，輸入直流電壓為 1E ，則其電路方程為： 11() ()C CdU tR C U t Edt ?? 解此微分方程可得 ： 1( ) (1 e ) ( 0 ) ettR C R CCCU t E U??? ? ? 其中，等 式中右邊第一項(xiàng)為零狀態(tài)響應(yīng)，第二項(xiàng)為零輸入響應(yīng)，全響應(yīng) ()CUt為信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 9 二者之和，三種響應(yīng) 過程曲線如圖 所示。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中有觀察組合函數(shù)波形的要求，這個(gè)則是對(duì)我們示波器使用的要求，學(xué)會(huì)使用示波器的各項(xiàng)功能和測(cè)量數(shù)據(jù)的方法。 從圖 中可以看出， CH2 的 Y 增益為 /v div ,X 增益 /us div ,可以 直接 讀出 得到 輸入 三角波 信號(hào)的峰 峰值 為： ? ? 信號(hào) 與控制綜合實(shí)驗(yàn) 報(bào)告 —— 信號(hào)部分 6 周期為 ： 1 / 10T f us?? 三角波 信號(hào)的頻率 為： 100kf Hz? 于是可以可寫出該 三角波 信號(hào)的 函數(shù) 表達(dá)式為： ? ? ? ?1212 12 ( ) , ( ) ( ) , ( 1 )it k T k T t k TTvt k T k T t k TT?? ? ? ???? ? ??? ? ? ? ? ??? 其中， 10T us? ， k 為整數(shù)， 公式中為國際單位。 三、 實(shí)驗(yàn)步驟 1．接通函數(shù)發(fā)生器 和數(shù)字示波器 電源 ，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出端與示波器的CH1 通道相連 。 2．調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器 ，通過波形選擇，分別讓函數(shù)發(fā)生器輸出 正弦波、方波、三角波 和 鋸齒波 ，通過示波器觀察其波形并截取波形，改變信號(hào)的峰峰值和頻率， 觀察 波形的變化。 圖