信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告7實(shí)驗(yàn)七：方波信號(hào)的分解與合成實(shí)驗(yàn)

信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告7實(shí)驗(yàn)七：方波信號(hào)的分解與合成實(shí)驗(yàn)信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)七:方波信號(hào)的分解與合成實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解方波的傅里葉變換和頻譜特性2.掌握方波信號(hào)在時(shí)域上進(jìn)行分解與合成的方法3.掌握方波諧波分量的幅值和相位對(duì)信號(hào)合成的影響二、實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容1.信號(hào)的傅里葉變化與頻譜分析信號(hào)的時(shí)域特性和頻域特性是對(duì)信號(hào)的兩種不同的描述方式。對(duì)于一個(gè)時(shí)域的周期信號(hào)f(t)，只要滿足狄利克萊條件，就可以展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù):從式中可以看出，信號(hào)f(t)是由直流分量和許多余弦(或正弦)分量組成。2.方波信號(hào)頻譜將方波信號(hào)展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)為:此公式說(shuō)明，方波信號(hào)中只含有一、三、五等奇次諧波分量。并且其各奇次諧波分量的幅值逐漸減小，初相角為零。3.方波信號(hào)的分解方波信號(hào)的分解的基本工作原理是采用多個(gè)帶通濾波器，把它們的中心頻率分別調(diào)到被測(cè)信號(hào)的各個(gè)頻率分量上，當(dāng)被測(cè)信號(hào)同時(shí)加到多個(gè)濾波器上，中心頻率與信號(hào)所包含的某次諧波分量頻率一致的濾波器便有輸出。在被測(cè)信號(hào)發(fā)生的實(shí)際時(shí)間內(nèi)可以同時(shí)測(cè)得信號(hào)所包含的各頻率分量。4.信號(hào)的合成本實(shí)驗(yàn)將分解的1路基波分量和5路諧波分量通過(guò)一個(gè)加法器，合成為原輸入的方波信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)在方波信號(hào)的分解與合成單元完成。1.使方波發(fā)生器輸出頻率為100Hz、幅值為4V的方波信號(hào)，接入IN端。2.用示波器同時(shí)測(cè)量IN端和OUT1端，調(diào)節(jié)該通路所對(duì)應(yīng)的幅值調(diào)節(jié)電位器，使該通路輸出方波的基波分量，基波分量的幅值為方波信號(hào)幅值的4/π倍，頻率于方波相同并且沒(méi)有相位差。3.用同樣的方法分別在OUT3、OUT5、OUT7、OUT9端得到方波的三、五、七、九次諧波分量。4.完成信號(hào)的分解后，分別測(cè)量基波與三次諧波，基波、三次諧波與五次諧波，基波、三次諧波、五次諧波與七次諧波，基波、三次諧波、五次諧波、七次諧波與九次諧波合成后的波形。并完成下表。基波基波+三次諧波基波+三、五次諧波基波+三、五、七諧波基波+三、五、七、九次諧波四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)由實(shí)驗(yàn)可知，周期信號(hào)是由一個(gè)或幾個(gè)、乃至無(wú)窮多個(gè)不同的頻率的諧波疊加而成的。因此，周