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1、.信号与系统实验 题目： 用同时观察法观察50Hz非正弦周期 信号的分解与合成 学生姓名： 学 号： 专 业： 自动化 学 院： 机械与电子工程学院 指导教师： 江 二 年 月精品.一、 实验目的 1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与其傅里叶级数各项的频率与系数作比较。 2,、观测基波和其谐波的合成。二、 实验任务 1、做好预习，写出本实验中所给出的几种50Hz非正弦波傅里叶分解式。 2、按照实验要求记录波形的分解和合成过程中各项参数。 3、做好理论分析，对比实验结果和理论结果，分析误差。三、 实验设备 1、信号与系统实验箱：TKSS-A型TKSS-B型或TKSS-C型; 2
2、、双踪示波器。四、 实验原理 1、一个非正弦周期函数可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的2、3、4n等倍数分别称二次、三次、四次、n次谐波，其幅度将岁谐波次数的增加而减少，直至无穷小。 2、不同频率的谐波可以合成一个费正弦周期波，反过来，一个费正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。 3、一个费正弦周期波函数可用傅里叶级数来表示，技术各项之间的关系可用一个个频谱来表示，不同的非正弦波周期具有不同的频谱图，各种不同波形及傅里叶级数表达式见表2-1，方波谱图如图2-1表示精品.图2-1 表2-1 各种不
3、同波形的傅里叶级数表达式 1、方波 2、三角波 3、半波 4、全波 5、矩形波 实验装置的结构如图2-2所示图2-2 信号分解与合成实验装置结构框图 图中LPF为低通滤波器，可分解出非正弦函数的直流分量。 BPF1BPF6为调谐在基波和各次谐波上的带通滤波器，加法器用于信号的合成。精品.五、 实验内容及步骤按照实验要求从方波、三角波、半波、全波、矩形波中随便选择三种波形以上进行实验，而本小组则选了方波、三角波、矩形波进行实验。1、方波首先用示波器测出方波的图形 然后根据我们的测量先将示波器接到信号分解实验模块BPF的LPF输入端，观察到示波器上没有显示波形，随后又依次分别接BPF1BPF6.。
4、但是示波器上有显示波形的只有接在BPF1、BPF3、BPF5。以下依次为所测的图形：精品.精品.测得上述图形后，将输入端BPF1、BPF3、BPF5分别用导线连接起来再用示波器测加起来的波形，得到下面的波形： 2、三角波三角波的情形和方波的一样，所以下面的图形按照三角波、接输入端BPF1、BPF3、BPF5和接加法器时的五张图形。精品.精品.3、矩形波精品.测量的方法和方波、三角波的测量时一样的。但是矩形波在输人端BPF1BPF6在示波器上有波形。先是矩形波的图形：再是BPF1BPF6的波形：精品.精品.最后是由BPF1BPF6加起来所得到的波形：精品.六、实验结果由实验所得到的图形和公式里的完全符合，方波和三角波只有交流的奇次谐波，而矩形波不仅包括了奇次谐波还包括了偶次谐波。七、实验心得该实验总的来说相当简单，但是对于各个不同波形的傅里叶级数表达式诠释的很透彻。本来很难理解的表达式，通过这次实验在对表达式的理解上更上一城楼。还观察到矩形波接BPF5比接BPF4时的波形还大，而BPF6测得的波形又比BPF5的波形大。如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！精品
