华中科敦大总咆气电子覆总戎验钛总中心信与侧合验指导节 通知 2003级电气工程及其自动化专业、水利水电工程专业本科生 请注意 “信号与系统”课程实验预约本周开始启动。预约实验是提前 周预约下周的实验内容、地点和时间。“信号与系统”课程的实 验占课程总成绩的20%,实验内容和各实验的分值(折合成总成 绩的100分)如下,请按照自己对课程的理解和掌握程度选做实验 内容。鼓励创新,实验创新加分为5分,但总加分后总成绩不能超 过100分 实验一常用信号的观察 2分 实验二零输入、零状态及完全响应· 2分 实验三非正弦周期信号的分解与合成…… 分 实验四信号的无失真传输……………2分 实验五无源与有源滤波器…… 分 实验六低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换……4分 实验七信号的采样与恢复实验· 实验八调制与解调实验…… …6 分分 电气与电子工程学院实验教学中心 二○O五年九月二十六日 集学科优势 求改革创新
华中科技大学电气与电子工程学院实验教学中心 信号与控制综合实验指导书 集学科优势 - 1 - 求改革创新 通 知 2003 级电气工程及其自动化专业、水利水电工程专业本科生 请注意： “信号与系统”课程实验预约本周开始启动。预约实验是提前 一周预约下周的实验内容、地点和时间。“信号与系统”课程的实 验占课程总成绩的 20％，实验内容和各实验的分值（折合成总成 绩的 100 分）如下，请按照自己对课程的理解和掌握程度选做实验 内容。鼓励创新，实验创新加分为 5 分，但总加分后总成绩不能超 过 100 分。 实验一 常用信号的观察……………………………………2分 实验二 零输入、零状态及完全响应………………………2 分 实验三 非正弦周期信号的分解与合成……………………4分 实验四 信号的无失真传输…………………………………2分 实验五 无源与有源滤波器…………………………………4分 实验六 低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换………4 分 实验七 信号的采样与恢复实验……………………………4分 实验八 调制与解调实验……………………………………6分 电气与电子工程学院实验教学中心 二○○五年九月二十六日
华中科敦大总咆气电子覆总戎验钛总中心信与侧合验指导节 信号与控制综合实验 实验指导书 第一分册信号与系统基本实验 华中科技大学电气与电子工程学院 实验教学中心 2005年7月 集学科优势 求改革创新
华中科技大学电气与电子工程学院实验教学中心 信号与控制综合实验指导书 集学科优势 - 2 - 求改革创新 信号与控制综合实验 实验指导书 第一分册 信号与系统基本实验 华中科技大学电气与电子工程学院 实验教学中心 2005 年 7 月
华中科敦大总咆气电子覆总戎验钛总中心信与侧合验指导节 目录 实验 实验一常用信号的观察 实验二零输入、零状态及完全响应………… 实验三非正弦周期信号的分解与合成 3472 实验四信号的无失真传输… 实验五无源与有源滤波器……………… 实验六低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换……21 实验七信号的采样与恢复实验· …26 实验八调制与解调实验 实验九测量与计算机分析实验· …41 附录 实验所用集成电路芯片功能与引脚介绍· 42 实验指南…………… …46 集学科优势 3 求改革创新
华中科技大学电气与电子工程学院实验教学中心 信号与控制综合实验指导书 集学科优势 - 3 - 求改革创新 目 录 实验 实验一 常用信号的观察……………………………………3 实验二 零输入、零状态及完全响应………………………4 实验三 非正弦周期信号的分解与合成……………………7 实验四 信号的无失真传输…………………………………12 实验五 无源与有源滤波器…………………………………16 实验六 低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换………21 实验七 信号的采样与恢复实验……………………………26 实验八 调制与解调实验……………………………………33 实验九 测量与计算机分析实验……………………………41 附录 实验所用集成电路芯片功能与引脚介绍……………………42 实验指南……………………………………………………………46
华中科敦大总咆气电子覆总戎验钛总中心信与侧合验指导节 实验一常用信号的观察 、实验原理 描述信号的方法有多种,可以是数学表达式(时间的函数),也可以是函 数图形(即为信号的波形)。 对于各种信号可以分为周期信号和非周期信号;连续信号和离散信号等。 普通示波器可以观察周期信号;具有暂态拍摄功能的示波器可以观察到非周 期信号的波形。目前常用的数字式示波器可以非常方便地观察周期信号以及 非周期信号的波形。 实验目的 了解常用信号的波形和特点。 2.了解相应信号的参数。 3.学习函数发生器和示波器的使用 、实验内容 1.观察常用的信号,如:正弦波、方波、三角波、锯齿波及一些组合函数 波形,如y=sm(nx)+cOS(mx)。 2.用示波器测量信号,读取信号的幅度和频率。 四、实验设备 1.函数发生器1台 2.数字或模拟示波器1台 五、实验步骤 1.接通函数发生器的电源。 2.调节函数发生器选择不同的频率,用示波器观察输出波形的变化。 六、实验报告 根据实验测量的数据,绘制各个信号的波形图,并写出相应的数学函数 表达式。 集学科优势 求改革创新
华中科技大学电气与电子工程学院实验教学中心 信号与控制综合实验指导书 集学科优势 - 4 - 求改革创新 实验一 常用信号的观察 一、实验原理 描述信号的方法有多种，可以是数学表达式（时间的函数），也可以是函 数图形（即为信号的波形）。 对于各种信号可以分为周期信号和非周期信号；连续信号和离散信号等。 普通示波器可以观察周期信号；具有暂态拍摄功能的示波器可以观察到非周 期信号的波形。目前常用的数字式示波器可以非常方便地观察周期信号以及 非周期信号的波形。 二、实验目的 1. 了解常用信号的波形和特点。 2. 了解相应信号的参数。 3. 学习函数发生器和示波器的使用。 三、实验内容 1．观察常用的信号，如：正弦波、方波、三角波、锯齿波及一些组合函数 波形，如 y = sin( nx) + cos(mx) 。 2．用示波器测量信号，读取信号的幅度和频率。 四、实验设备 1．函数发生器 1 台 2．数字或模拟示波器 1 台 五、实验步骤 1．接通函数发生器的电源。 2．调节函数发生器选择不同的频率，用示波器观察输出波形的变化。 六、实验报告 根据实验测量的数据，绘制各个信号的波形图，并写出相应的数学函数 表达式
华中科敦大总咆气电子覆总戎验钛总中心信与侧合验指导节 实验二零输入、零状态及完全响应 实验原理 零输入响应、零状态响应和完全响应的实验电路如图2-1所示 R1 K K E=15 5V R 图2-1零输入响应、零状态响应和完全响应的实验电路图 合上图2-1中的开关K1,则由电路可得 i(1)·RC+U0()=E1 ()=C0(t) a,则上式变为 do RC +l E1 dt 对上式取拉式变换得: RCU(s)-RCU(O)+Uo(s) 所以 uAS? s(RCs+1)RC+、E E1,RCU0(0) U0(0) RC R ∴U0(0=E1(1-e)+U00eC (3) 式(3)中,若E1等于0,则等号右方只有第二项,即为零输入响应,即由初始 条件激励下的输出响应; 若初始条件为零(U0(0)=0),则等式右边只有第一项,即为零状态响 集学科优势 5 求改革创新
华中科技大学电气与电子工程学院实验教学中心 信号与控制综合实验指导书 集学科优势 - 5 - 求改革创新 图 2-1 零输入响应、零状态响应和完全响应的实验电路图 R1 R2 实验二 零输入、零状态及完全响应 一、实验原理 零输入响应、零状态响应和完全响应的实验电路如图 2-1 所示。 合上图 2-1 中的开关 K1 ，则由电路可得 1 0 1 i(t) R C +U (t) = E (1) ∵ dt dU t i t C ( ) ( ) 0 = ，则上式变为 0 1 0 U E dt dU RC + = (2) 对上式取拉式变换得： s E RCU s RCU U s 1 0 0 0 ( ) − (0) + ( ) = 所以 RC s U RC s E s E RCs RCU s RCs E U s 1 (0) ) 1 ( 1 (0) ( 1) ( ) 1 0 1 1 0 0 + + + = − + + + = ∴ RC t - 0 RC t - 0 1 U (t) = E (1- e ) +U (0)e (3) 式(3)中，若 E1 等于 0，则等号右方只有第二项，即为零输入响应，即由初始 条件激励下的输出响应； 若初始条件为零（ (0) 0 U0 = ），则等式右边只有第一项，即为零状态响