信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告模版

1、實(shí)驗(yàn)一 信號(hào)的時(shí)域分析1.1常見信號(hào)分類觀察實(shí)驗(yàn)1.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解常用信號(hào)的波形特點(diǎn)2.掌握信號(hào)發(fā)生器的虛擬儀器的使用方法1.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái)，TD-SAS系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。1.1.3實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容信號(hào)是隨時(shí)間和空間變化的某種物理量，它一般是時(shí)間變量t的函數(shù)。信號(hào)隨時(shí)間變量t變化的函數(shù)曲線成為信號(hào)的波形。按照不同的分類原則，信號(hào)可分為：連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)；周期信號(hào)和非周期信號(hào)；實(shí)數(shù)信號(hào)和復(fù)數(shù)信號(hào)；能量信號(hào)和功率信號(hào)等。本實(shí)驗(yàn)中利用信號(hào)發(fā)生器我們可以觀察工程實(shí)際和理論研究中經(jīng)常用到的正弦波、方波、脈沖等信號(hào)。1.1.4實(shí)驗(yàn)步驟1.連續(xù)周期信號(hào)的產(chǎn)生與測(cè)量1）在該實(shí)驗(yàn)箱配套

2、軟件界面中，單擊“信號(hào)發(fā)生器”進(jìn)入其界面。如圖1-1-1所示選擇參數(shù)，（CH1通道可以選擇周期或非周期信號(hào)，CH2通道只能選擇周期信號(hào)）點(diǎn)擊確定。圖1-1-1 周期信號(hào)產(chǎn)生界面2）在實(shí)驗(yàn)箱配套軟件界面中，單擊“示波器”進(jìn)入其界面，界面如圖1-1-2所示。用探筆測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱上信號(hào)發(fā)生器單元的輸出1和輸出2端，（分別對(duì)應(yīng)信號(hào)發(fā)生器界面的CH1和CH2通道）點(diǎn)擊“運(yùn)行”測(cè)量信號(hào)。圖1-1-2 示波器界面3）在示波器測(cè)量到信號(hào)后，點(diǎn)擊“停止”，測(cè)量兩路信號(hào)的各參數(shù)，驗(yàn)證其頻率、幅值等值與所選參數(shù)匹配。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄到表1-1-1中。（具體操作方法參見TD-SAS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件的安裝及操作部分） 4）選取其

3、他波形及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量并驗(yàn)證。2.連續(xù)非周期信號(hào)的產(chǎn)生與測(cè)量1）重新如圖1-1-3所示選擇參數(shù)，（當(dāng)通道1選擇位非周期信號(hào)時(shí)，通道2無輸出）點(diǎn)擊確定。圖1-1-3 脈沖信號(hào)產(chǎn)生界面 2）進(jìn)入示波器界面，用探筆測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱上信號(hào)發(fā)生器單元的輸出1端，(非周期信號(hào)只能從實(shí)驗(yàn)箱信號(hào)發(fā)生器單元輸出1端輸出)點(diǎn)擊“運(yùn)行”。 3）在實(shí)驗(yàn)箱的信號(hào)發(fā)生器單元，按下單次按鈕，便產(chǎn)生一個(gè)周期的所選波形。（此信號(hào)在其余時(shí)間全部是零）我們可以理解每個(gè)單次信號(hào)是一個(gè)非周期信號(hào)。當(dāng)示波器捕捉到該信號(hào)后，點(diǎn)擊“停止”對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄到表1-1-1中。 4）選取其他波形及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。 3.離散周期信號(hào)的產(chǎn)

4、生和測(cè)量 本實(shí)驗(yàn)中將任意周期信號(hào)通過脈沖采樣電路，便可得到經(jīng)過脈沖采樣后的離散信號(hào)。1) 在該實(shí)驗(yàn)箱配套軟件界面中，進(jìn)入進(jìn)入信號(hào)發(fā)生器界面。選擇CH1通道為頻率10Hz、幅值3V的正弦波信號(hào)，CH2通道選擇頻率100Hz、幅值5V、占空比50%的脈沖信號(hào)作為脈沖采樣的采樣脈沖信號(hào).2) 將信號(hào)發(fā)生器的輸出1接入脈沖采樣與恢復(fù)單元脈沖采樣器的IN1端,輸出2接入脈沖采樣器的Pu端.用示波器測(cè)量OUT1端,觀察經(jīng)過采樣后的離散信號(hào)并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄到表1-1-1中。3) 任意選擇采樣信號(hào)以及采樣脈沖的相關(guān)參數(shù).觀察采樣信號(hào)的變換. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表1-1-1連續(xù)周期信號(hào)連續(xù)非周期信號(hào)離散周期信號(hào)正弦波

5、方波脈沖正弦波脈沖幅值頻率1.2信號(hào)的時(shí)域變換實(shí)驗(yàn)1.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握信號(hào)在時(shí)域中各種變化的性質(zhì)。4.學(xué)習(xí)折疊、時(shí)移、展縮變換的方法1.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái)，TD-SAS系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。1.2.3 實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容信號(hào)在時(shí)域中的變換基本包括：1. 折疊：信號(hào)的時(shí)域折疊，就是將信號(hào)f (t) 的波形以縱軸為軸翻轉(zhuǎn)180?？v軸定義為波形0相位時(shí)刻對(duì)應(yīng)點(diǎn)的縱軸。其表達(dá)式為f (-t)2. 時(shí)移：信號(hào)的時(shí)移，就是將信號(hào)f（t）的波形沿時(shí)間軸t平移，但波形的形狀不變。其表達(dá)式為f (t+n)，n為正左移，n為負(fù)右移。3. 展縮：信號(hào)的展縮，就是將信號(hào)f（t）在時(shí)間軸上展縮或壓縮，但縱軸

6、上的值不變。其表達(dá)式為f（nt），n0為壓縮，n<0為展寬。本實(shí)驗(yàn)為軟硬件結(jié)合完成，軟件界面如圖1-2-1所示。（其中CH1通道為原始信號(hào)，CH2通道為變化后的信號(hào)）實(shí)驗(yàn)中在軟件界面選擇不同的運(yùn)算參數(shù)，由軟件計(jì)算變化結(jié)果，最終將變化后的信號(hào)從實(shí)驗(yàn)箱信號(hào)發(fā)生器單元輸出（輸出1對(duì)應(yīng)CH1通道，輸出2對(duì)應(yīng)CH2通道）。后的信號(hào)從實(shí)驗(yàn)箱信號(hào)發(fā)生器單元輸出（輸出1對(duì)應(yīng)CH1通道，輸出2對(duì)應(yīng)CH2通道）。本實(shí)驗(yàn)的原始信號(hào)f（t）可以是信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的任意波形，其幅值可以選擇，但是其頻率為固定的32Hz，并且為單次信號(hào)。（連續(xù)非周期信號(hào)）變換后的信號(hào)f（at+b）的參數(shù)a、b可以在一定范圍內(nèi)任意選擇，

7、此信號(hào)也是單次信號(hào)。1.2.4實(shí)驗(yàn)步驟1.在軟件界面中選擇CH1通道f（t）為幅值3Vde正弦波信號(hào)，CH2通道信號(hào)為f（1/2t），點(diǎn)擊確定。如圖圖1-2-12.在沒有進(jìn)行測(cè)量之前，通過理論計(jì)算，在表1-2-1中畫出理論的輸出波形表1-2-13.用示波器測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱上信號(hào)發(fā)生器單元的輸出1和2端。首先在示波器界面點(diǎn)擊運(yùn)行，之后點(diǎn)擊單次按鈕使產(chǎn)生單次信號(hào)，在示波器捕捉到兩路信號(hào)后，點(diǎn)擊示波器界面的“停止”。對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量到的輸出波形與理論進(jìn)行比較，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的正確性。（測(cè)量前調(diào)整示波器界面參數(shù)：時(shí)間/格8ms；電壓/格CHI通道和CH2通道均為2V。）4. 重新進(jìn)入示波變換界面，選擇C

8、H2通道為f (t+16)，CH1參數(shù)不變。按照上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過理論計(jì)算將輸出波形畫在表1-2-2中。表1-2-25. 重新進(jìn)入波形變換界面，選擇CH2通道為f (-4t-20),CH1參數(shù)不變。按照上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過理論計(jì)算將輸出波形畫在表1-2-3中。表1-2-36.有興趣的同學(xué)可以用其他的任意波形和參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。a=1/2 b=10實(shí)驗(yàn)二 連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析2.1沖擊響應(yīng)與階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)2.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.觀察典型二階電路的階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的波形和相關(guān)參數(shù)，并研究參數(shù)變化對(duì)響應(yīng)狀態(tài)的影響。2.掌握系統(tǒng)階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的觀測(cè)方法。2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái)，TD-SAS

9、系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。2.1.3實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)是觀察典型的二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)的三種不同狀態(tài)。二階系統(tǒng)的微分方程通式為：其特征根為：對(duì)于不同的a和。值，特征根四種不同的情況，分別對(duì)應(yīng)過阻尼、臨界阻尼、欠阻尼和等幅振蕩。相應(yīng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)見表其相應(yīng)波形如圖所示表2-1-1 二階系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)圖2-1-1二階系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)本實(shí)驗(yàn)電路采用由運(yùn)放組成的典型二階電路如圖2-1-2所示，它與RLC串聯(lián)電路構(gòu)成的二階系統(tǒng)（如圖2-1-3）完成相同的功能。實(shí)驗(yàn)中通過調(diào)節(jié)器Rp便可以使系統(tǒng)處于不同的狀態(tài)。圖2-1-2 由運(yùn)放構(gòu)成的二階電路 圖2-1-3 RLC二階電路通過電路圖

10、可以得到該系統(tǒng)的微分方程為：從公式可以得到：由上式得到系統(tǒng)響應(yīng)的三種狀態(tài)：（1）當(dāng)a>Wn,即Rp>4K時(shí)，稱為過阻尼狀態(tài)（2）當(dāng)a=Wn,即Rp=4K時(shí)，稱為臨界狀態(tài)（3）當(dāng)a<Wn,即Rp<4K時(shí)，稱為欠阻尼狀態(tài) 2.1.4實(shí)驗(yàn)步驟 本實(shí)驗(yàn)單元在階躍與沖激響應(yīng)單元完成。（1）階躍響應(yīng)觀察1）使信號(hào)發(fā)生器輸出幅值2V、頻率為1Hz、占空比為50%的脈沖信號(hào)，其中每個(gè)高電平作為一次階躍輸入。將脈沖信號(hào)接入IN端。2）用示波器同時(shí)測(cè)量IN和OUT兩端，記錄當(dāng)電位器Rp值分別為1.5K、4K、8K時(shí)OUT端的波形。（使用萬用表測(cè)量電位器阻值時(shí)，將短路塊n斷開，這樣電位器就從

11、電路中斷開，并且測(cè)量時(shí)應(yīng)當(dāng)注意表筆的正負(fù)端應(yīng)和測(cè)量點(diǎn)的正負(fù)端一致。測(cè)量完后將短路塊閉合，使電位器重新接入電路。） 3）在下面表格中大概畫出測(cè)量到的5種波形（畫出一次階躍所產(chǎn)生的響應(yīng)即可），并加以比較看是否滿足圖2-1-1所述。 1.5K4K8K表2-1-2（2）沖激響應(yīng)觀察1）使信號(hào)發(fā)生器輸出幅值2V、頻率為1Hz、占空比為1%的脈沖信號(hào)，其中每個(gè)高電平作為一次階躍輸入。由于此系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間很慢，所以脈沖信號(hào)可以完全代替沖激響應(yīng)信號(hào)。將脈沖信號(hào)接入IN端。2）用示波器同時(shí)測(cè)量IN和OUT兩端，記錄當(dāng)電位器Rp值分別為1.5K、4K、8K時(shí)OUT端的波形。3）在下面表格中大概畫出測(cè)量的5種波形，

12、并加以比較看是否滿足圖2-1-1所述。表2-1-32.2零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)實(shí)驗(yàn)2.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的意義。4.了解零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)三者之間的關(guān)系。2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái)，TD-SAS系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。2.2.3 實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容LIT系統(tǒng)的全響應(yīng)可以分為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。1）零輸入響應(yīng)是系統(tǒng)激勵(lì)為零時(shí)，僅由系統(tǒng)的初始狀態(tài)引起的響應(yīng)。2）零狀態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零時(shí)，僅由系統(tǒng)激勵(lì)所引起的響應(yīng)。3）全響應(yīng)為以上兩種響應(yīng)之和。以上所述可用公式表示為：若任何系統(tǒng)要存在初態(tài)，則系統(tǒng)中必須含有儲(chǔ)能元件。當(dāng)系統(tǒng)激勵(lì)接入時(shí)，若

13、儲(chǔ)能元件上存有電荷，則系統(tǒng)擁有初態(tài)。本實(shí)驗(yàn)采用的系統(tǒng)電路如圖2-2-1所示。圖2-2-1 零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)與全響應(yīng)電路可以看出系統(tǒng)中提供了兩個(gè)儲(chǔ)能元件2uF電容和1uF電容，其中1uF電容已形成回路無法對(duì)其充電，而當(dāng)開關(guān)K2斷開時(shí)可以對(duì)2uF電容進(jìn)行充電。為系統(tǒng)提供初態(tài)。系統(tǒng)具體工作情況如下：1）零狀態(tài)響應(yīng)輸出為零狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)不能擁有初態(tài)。這意味保證電容上沒有任何電荷。要滿足這一點(diǎn)，只需要將K2閉合，這樣電容上的電荷便通過系統(tǒng)中的回路消耗掉。此后系統(tǒng)接入激勵(lì)，同時(shí)閉合K1和K2，系統(tǒng)響應(yīng)便是零狀態(tài)響應(yīng)。2）零輸入響應(yīng)輸出為零輸入響應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)沒有激勵(lì)，但擁有初態(tài)。這意味著要向電容充電。此系

14、統(tǒng)中電容充電的方法是：系統(tǒng)輸入端接直流信號(hào)，同時(shí)閉合開關(guān)K1和K2，此時(shí)電容上充滿電荷，只要突然同時(shí)斷開K1和K2，切斷電容的放電回路，那么電容上的電荷無法釋放掉。此后系統(tǒng)不要接激勵(lì)，只要閉合K2，閉合的同時(shí)電容上的電荷作用于系統(tǒng)，使輸出形成零輸入響應(yīng)。3）全響應(yīng)按照上述方法給2uF電容充電，充完電后系統(tǒng)輸入接入信號(hào)，同時(shí)閉合K1和K2，此時(shí)系統(tǒng)輸出為激勵(lì)和系統(tǒng)初態(tài)同時(shí)引起的全響應(yīng)。2.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)在零輸入、零狀態(tài)及全響應(yīng)單元完成。單元內(nèi)的按鈕同是控制KI和K2的導(dǎo)通或切斷。1.零狀態(tài)響應(yīng)的測(cè)量1）將IN端接地，按下按鈕S給電容放電以保證系統(tǒng)沒有初始狀態(tài)。2）將直流信號(hào)源的開關(guān)撥到直

15、流檔，調(diào)節(jié)電位器使輸出+4V的直流信號(hào)。此信號(hào)接入IN端。按下按鈕S，（每次按下按鈕S相當(dāng)于給系統(tǒng)介入了階躍信號(hào)）用示波器測(cè)量OUT端波形（在時(shí)間/格檔選擇1S，電壓/格檔選擇2V），大概畫出所測(cè)量波形并記錄表中各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的幅值。此波形為零狀態(tài)響應(yīng)。時(shí)間（ms）1003005007001000幅值（V） 表2-2-12.零輸入響應(yīng)的測(cè)量1）保持直流信號(hào)接入到IN端，按下按鈕S，用示波器觀察輸出信號(hào)，待系統(tǒng)穩(wěn)定后斷開按鈕。此時(shí)電容以充電，系統(tǒng)擁有初態(tài)。（充電過程中，待系統(tǒng)穩(wěn)定后斷開按鈕是為了每次都能給電容相同的電量）2）將直流信號(hào)從IN端斷開，將IN端接地，這樣系統(tǒng)便沒有激勵(lì)。按下按鈕S，用示波

16、器測(cè)量OUT端波形，大概畫出所測(cè)量波形并記錄表中各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的幅值。此波形為零輸入響應(yīng)。 時(shí)間（ms）1003005007001000幅值（V）表2-2-23.全響應(yīng)的測(cè)量 1）利用上述方法對(duì)電容重新充電，充電完畢后保持直流信號(hào)連接到IN端。按下按鈕S，用示波器測(cè)量OUT端波形，大概畫出所測(cè)量波形并記錄表中各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的幅值。此波形為全響應(yīng)。時(shí)間（ms）1003005007001000幅值（V）表2-2-34.結(jié)合上邊三個(gè)表格，對(duì)應(yīng)每個(gè)時(shí)刻的值，驗(yàn)證是否滿足：全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)三 信號(hào)的頻譜分析3.2 連續(xù)周期信號(hào)與連續(xù)非周期信號(hào)的頻譜實(shí)驗(yàn)3.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握連續(xù)周期信

17、號(hào)與連續(xù)非周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn) 2. 學(xué)習(xí)使用頻譜分析儀觀察信號(hào)的頻譜 3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 PC機(jī)一臺(tái)，TDSAS系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。 3.2.3 實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容 1. 連續(xù)信號(hào)的頻譜 一個(gè)周期信號(hào)只要滿足狄里赫利條件，則可以分解為一系列諧波分量之和。為了表征不同信號(hào)的諧波組成情況，時(shí)常畫出周期信號(hào)各次諧波的分布圖形，這種圖形稱為信號(hào)的頻譜。描述各次諧波振幅與頻率關(guān)系的是振幅頻譜；描述各次諧波相位與頻率關(guān)系的是相位頻譜。根據(jù)周期信號(hào)展開成傅立葉級(jí)數(shù)的不同形式可分為單邊頻帶譜和雙邊頻帶譜。 連續(xù)信號(hào)可分為連續(xù)周期信號(hào)和連續(xù)非周期信號(hào)。其中連續(xù)周期信號(hào)可以分解為一系列正弦信號(hào)之和，即 由式可見，

18、周期信號(hào)的譜線只出現(xiàn)在頻率為0，2，等離散頻率上，即周期信號(hào)的頻譜是離散譜。連續(xù)非周期信號(hào)可以認(rèn)為信號(hào)的周期趨近無窮大，這樣相鄰譜線的間隔趨近與無窮小，從而信號(hào)的頻譜密集成為連續(xù)頻譜。 例如周期脈沖信號(hào)的頻譜是由基波和它的各次諧波組成，即只有在其基波頻率的等倍數(shù)的頻率點(diǎn)上有值。脈沖時(shí)域波形與其頻譜如圖3-2-1所示。若上述信號(hào)只含有脈沖信號(hào)的一個(gè)周期，則此信號(hào)的頻譜中有值的頻率點(diǎn)數(shù)將增加到無窮大，最終形成連續(xù)的譜線。如圖3-2-2所示 圖3-2-1周期脈沖信號(hào)及其頻譜圖3-2-2 脈沖信號(hào)及其頻譜2. 頻譜分析儀 本實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供了兩種頻譜分析工具。 1）理論頻譜圖： 該工具單獨(dú)由軟件算法對(duì)信號(hào)

19、源中波形數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，生成頻譜數(shù)據(jù)。利用它可以觀察信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的所有信號(hào)的理論振幅頻譜。其界面如圖3-2-3所示。 圖3-2-3 理論頻譜圖界面 2）頻譜分析儀： 該工具由硬件對(duì)所測(cè)波形進(jìn)行采樣，再由軟件算法對(duì)所采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，生成頻譜數(shù)據(jù)。它可以觀察實(shí)際測(cè)量到的信號(hào)的單邊帶振幅譜。其界面如圖3-2-4所示。 兩種振幅譜的坐標(biāo)定義相同，其中橫軸數(shù)值對(duì)應(yīng)各個(gè)頻率點(diǎn)，縱軸數(shù)值對(duì)應(yīng)信號(hào)的幅值；通過對(duì)兩種頻譜的對(duì)比，可以了解信號(hào)頻譜的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的區(qū)別。 按照此頻譜分析儀的設(shè)計(jì)，F(xiàn)FT的點(diǎn)數(shù)與頻譜分辨率有直接關(guān)系，采樣率為fs的點(diǎn)FFT頻率分辨率fs/N，頻譜寬度從0到fs/2。對(duì)于周期信

20、號(hào)，如果點(diǎn)恰好包括了一個(gè)或整數(shù)個(gè)周期，則信號(hào)頻譜上將在對(duì)應(yīng)頻率點(diǎn)上出現(xiàn)尖峰，否則譜上沒有正好與信號(hào)周期/頻率對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)，此頻率點(diǎn)能量將被分散到相鄰的頻率點(diǎn)上。實(shí)際的信號(hào)通常包括多種頻率分量，F(xiàn)FT樣點(diǎn)不可能正好是這些分量周期的整數(shù)倍，在N較小時(shí)，兩個(gè)頻率相近的分量可能在頻譜上無法分辨，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意這些問題圖3-2-4 頻譜分析儀界面3.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 周期信號(hào)頻譜的觀察 1）使信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率200Hz、幅值3V的方波信號(hào)，用示波器觀察此信號(hào)波形。觀察完畢后關(guān)掉示波器窗口。 2）在該實(shí)驗(yàn)箱軟件界面上點(diǎn)擊“頻譜分析儀”進(jìn)入頻譜分析儀界面。用表筆測(cè)量信號(hào)發(fā)生器輸出端，通過實(shí)驗(yàn)手冊(cè)所述方

21、法調(diào)節(jié)各參數(shù)，使頻譜達(dá)到較好的效果。（頻譜分析儀的采樣頻率一般選擇為所測(cè)波形頻率的10倍左右為最佳）。 3）記錄頻譜中各次諧波分量的頻率和幅值并與理論之比較完成表3-2-1。 注意：實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，所得到的頻譜并非由單個(gè)的譜線組成，而是每條譜線都有一個(gè)邊帶。產(chǎn)生此情況的原因是：周期信號(hào)是無窮的，而實(shí)際測(cè)量不可能以無窮大為單位，所以必然存在對(duì)信號(hào)的截短。頻譜分析儀是以截短后的信號(hào)作為周期信號(hào)的一個(gè)周期，所以測(cè)量信號(hào)與原始信號(hào)存在誤差，最終導(dǎo)致邊帶的產(chǎn)生。在此頻譜分析儀中觀察頻譜的方法是：頻譜中每個(gè)波的波峰處為一個(gè)頻率點(diǎn)，測(cè)量時(shí)只需觀察各波峰處的頻率和幅值即可。 基波三次諧波五次諧波七次諧波九次諧波頻率（Hz）測(cè)量值1070110150190幅值（V）測(cè)量值3.820.550.350.250.2 表3-2-14）上述測(cè)量完成后關(guān)掉頻譜分析儀。在信號(hào)發(fā)生器界面中，從新選取上述信號(hào)，之后點(diǎn)擊頻譜按鈕，便可以進(jìn)入理論頻譜