无失真传输系统实验报告
无失真传输
sgn(t )
1...t 0 1....t 0
he (t ) ho (t ) sgn(t ) ho (t ) he (t ) sgn(t )
sgn(t ) 2 / j , H ( j ) R( j ) jI ( j )
又 h(t ) H ( j ), he (t ) R( j ), ho (t ) jI ( j )
a.e(t ) 2 sin 6t sin 8t b.e(t ) 3 sin 8t 2 sin 14t c.e(t ) 4 sin 14t 3 sin 18 t
( jf )
H ( jf )
2
2
8
fHz
5
10
fHz
a.e(t ) 2 sin 2f1t sin 2f 2 t 2 sin 2 3t sin 2 4t
上面的处理提出几个问题？
• • • • 如何保证信号经过系统不会失真？ 如何根据要求设计系统函数？ 什么系统函数是理想函数？ 如何将设计的理想的系统函数变为物理 可实现的？ • 信号在经过系统前后能量有何变化？ 关键是有什么样的系统频率特性
H ( j) H ( j) e
j ( j )
a. H ( j ) k b. ( j ) t0 n
因果系统的实部被已知的虚部唯一地确定
因果系统的频谱模和相角的关系
H ( j ) H ( j ) e
j ( j )
ln H ( j ) ln H ( j j ( j )
( ) ln H ( j ) d 1 ln H ( j ) ( j ) d
信号与系统的匹配
*信号的占有频带与系统的通频带(频域）
无失真传输系统
电子信息工程学院
无失真传输系统
无失真传输系统的时域特性 无失真传输系统的频域特性
无失真传输系统
信号传输过程中引起失真的原因：
非线性失真（产生新的频率成分）
线性失真（不产生新的频率成分） 幅度失真、相位失真 在实际应用中对失真问题的研究有两类： 信号传输失真尽可能小(高保真系统) 有意识地产生失真（预失真波形产生）
1 j 1 j
y(t ) H ( j1) sin[t (1)] H ( j3) sin[3t (3)]
sin(t π / 2) sin(3t 0.7952π)
例 已知某连续LTI系统的频率响应为H ( j )
(1) 求系统的幅度响应|H(j)|和相位响应()， 并判断系统是否为无失真传输系统。 (2) 当输入为x(t)=sint+sin3t (<t<) 时，求系统的稳态响应。
1 j 1 j
所以系统的幅度响应和相位响应分别为
H ( j) 1
() 2 arctan( )
系统的幅度响应|H(j)|为常数，但相位响应()不是的 线性函数，所以系统不是无失真传输系统。
例 已知某连续LTI系统的频率响应为H ( j )
(1) 求系统的幅度响应|H(j)|和相位响应()， 并判断系统是否为无失真传输系统。 (2) 当输入为x(t)=sint+sin3t (<t<) 时，求系统的稳态响应。 解：(2)
无失真传输系统
无失真传输系统的幅度响应和相位响应
|H(j)|
| H ( j ) | K
( ) td
无失真传输系统应满足两个条件：
无失真传输系统
解：(2)
2
x(t) 1
输入和输出 0
信号的波形
-1 y (t)
-2
0
π
2π
3π
4π
显然，输出信号相对于输入信号产生了失真。t
输出信号的失真是由于系统的非线性相位而引起。
无失真传输系统
➢ 无失真传输系统的概念
y(t) K x(t td )
➢ 无失真传输系统的时域特性
h(t) K (t td )
主讲人：陈后金
电子信息工程学院
无失真传输系统
无失真传输系统的时域特性 无失真传输系统的频域特性
无失真传输系统
信号传输过程中引起失真的原因： 非线性失真（产生新的频率成分） 线性失真（不产生新的频率成分） 幅度失真、相位失真
在实际应用中对失真问题的研究有两类： 信号传输失真尽可能小(高保真系统)
无失真传输系统
➢ 无失真传输系统的幅度响应和相位响应
| H ( j) | K
|H(j)|
() td
✓ 无失真传输系统应满足两个条件：
() td
※ 系统的幅度响应|H(j)|在整个频率范围内为常数K，
意味着系统的带宽为无穷大；
※ 系统的相位响应() 与成线性关系。
例 已知某连续LTI系统的频率响应为H ( j) 1 j 1 j
sin(t π / 2) sin(3t 0.7952π)
例 已知某连续LTI系统的频率响应为H ( j) 1 j 1 j
(1) 求系统的幅度响应|H(j)|和相位响应()，
并判断系统是否为无失真传输系统。 (2) 当输入为x(t)=sint+sin3t (t) 时，求系统的稳态响应。
(1) 求系统的幅度响应|H(j)|和相位响应()，
无失真传输系统
信号与系统实验报告2、信号与系统实验箱一台。
3、系统频域与复域分析模块一【实验原理】 1、一般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。
线性系统引起的信号失真有两方面因素造成，一是系统对信号中各频率分量幅度产生不同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。
另一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。
线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。
而对于非线性系统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真，非线性失真可能产生新的频率分量。
所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。
设激励信号为 e（t），响应信号为 r(t)，无失真传输的条件r(t)=Ke(t-t)（1）式中 K 是一常数，t 为滞后时间。
满足此条件时， r(t)波形是 e(t) 波形经t 时间的滞后，虽然，幅度方面有系数 K 倍的变化，但波形形状不变。
2、对实现无失真传输，对系统函数 H ( j ω) 应提出怎样的要求设 r(t )与 e (t ) 的傅立叶变换式分别为 R( jω)与 E(jω)。
借助傅立叶变换的延时定理，从式（1）可以写出R(jω)=KE(jω)e^-jωt 。
(2)此外还有 R(jω)=H(jω)E(jω)(3) 所以，为满足无失真传输应有H(jω)=Ke^-jωt （4）（4）式就是对于系统的频率响应特性提出的无失真传输条件。
欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统频率响应的幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。
实验三 无失真传输系统
若：
R1C1 R2C2
则：
H
R2 R2 R1
实验内容
1 、 FJ3： 500Hz 左右， UPP5V 方波信号，接入 J26 ， CH1 ： J27，CH2：J28，观察信号是否失真，即信号的形状是 否发生了变化，如果发生了变化，可以调节电位器“失 真调节”，可调节到输出与输入信号的形状一致，只是 信号的幅度发生了变化 2、改变信号源，重复上述的操作，观察信号的失真和 非失真的情况 3、测绘失真条件下的输入、输出信号（至少三种） 测绘无失真条件下的输入、输出信号（至少三种）
R2 Uo R2 C 2 S 1 H (S ) 1 1 R1 R2 Ui 1 / R1 SC1 1 / R2 SC2 R1C1 S 1 R2 C 2 S 1 1 1 / R2 SC2 而S j H ( j ) R2 1 jR2 C 2 R1 R2 1 jR1C1 1 jR2 C 2
实验报告要求
用坐标纸绘制实验失真条件下的输入、 输出信号，及无失真条件下的输入、输 出信号
实验三
无失真传输系统
实验目的
1、了解无失真传输的概念 2、了解无失真传输的条件
实验仪器
信号与系统实验箱 50MHZ虚拟示波器 计算机
实验原理
无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间 不同，而无波形上的变化。设激励信号为e(t),响应信号为r(t),无 失真传输的条件是 幅频特性 相频特性
实现不失真测试的条件
傅里叶变换可得：Y ( )＝ A0 X ( ) e j t
系统的频率响应为
幅频特性：
H ( )
Y ( ) X ( )
A0 e
j t 0
A ( ) A 0
相频特性：
( ) － t 0
测试系统不失真测试的条件。
A ( )
A0
0
( )
0
－ t 0
0 . 58]在 n
( ) 接近直线。
3.6 测试系统静态特性和动态特性的测定 一、测试系统静态特性的测定
“标准”的静态量输入→定度曲线→拟合直线→非线性度、灵敏度等 具体的标定过程：
1.作输入－输出特性曲线
2.求重复性误差 H 1 和 H 2
正行程的重复性误差
H 1＝
H 1 i max
H ( )。
2.阶跃响应法 (1)一阶系统动态参数 的确定 对于一阶系统，其阶跃响应函数为 ①由于 y ( 0 )
1
t /
y (t ) 1 e
，所以在t=0点作曲线的切线与y(t)=1交于一点，
。
该点横坐标即为
②由下图，t 时， y ( t ) 0 . 632 。找到 y ( t ) 0 . 632 时曲线上的
A
100 %
H 1 i －在整个量程A内正行程中各点重复性误差的最大值。
A－系统的测量标称输出范围。 反行程的重复性误差 H 2＝ 3.作平均输入－输出曲线 对同一输入 x i ，对应的输出均值为
y1i
H 2 i max
A
100 %
m
1
m
y 1 ij
( i 1, 2 ,... n ; j 1, 2 ,... m )
信号的无失真传输
中北大学课程设计任务书2011/2012 学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：学生姓名：学号：课程设计题目：无失真数字基带信号传输起迄日期: 2012年6月4日~ 2012年6月22日课程设计地点:指导教师:系主任：下达任务书日期: 2012年 6月 4日课程设计任务书1课程设计任务书目录一、设计目的 (1)二、设计任务与要求及软件介绍 (1)三、设计步骤 (4)1、实验预习 (4)2、设计方案 (9)3、实验结果及结果分析 (10)四、设计总结 (13)五、实验心得 (14)六、参考文献 (14)一·实验目的1、通过本课程设计的学习，学生将复习所学的专业知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力；2、掌握Matlab或SystemView的使用方法，能熟练运用该软件设计并仿真通信系统；3、熟悉用数字基带信号传输的原理与方法；4、通过仿真观察输入输出信号的波形及其特征；5、通过信息处理实践的课程设计，掌握设计信息处理系统的思维方法。
二·设计任务与要求及软件介绍1)设计任务及要求：1、系统采样频率为学号（两位尾号）KHz，信号源幅度5V，码速率100bps的伪随机信号，2、抽头个数为259的FIR低通滤波器，滤波器的截止频率为100Hz，在120Hz处有-60dB的衰落。
3、分析衰减系数；2）软件介绍：MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
信号与系统实验报告
信号与系统实验实验一 常用信号分类与观察一、实验目的1、了解单片机产生低频信号源2、观察常用信号的波形特点及产生方法。
3、学会使用示波器对常用波形参数的测量。
二、实验仪器1、20MHz 双踪示波器一台。
2、信号与系统实验箱一台。
三、实验内容1、信号的种类相当的多，这里列出了几种典型的信号，便于观察。
2、这些信号可以应用到后面的“基本运算单元”和“无失真传输系统分析”中。
四、实验原理对于一个系统特性的研究，其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系，即在一特定的输入信号下，系统对应的输出响应信号。
因而对信号的研究是对系统研究的出发点，是对系统特性观察的基本手段与方法。
在本实验中，将对常用信号和特性进行分析、研究。
信号可以表示为一个或多个变量的函数，在这里仅对一维信号进行研究，自变量为时间。
常用信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、抽样信号、钟形信号、脉冲信号等。
1、正弦信号：其表达式为)sin()(θω+=t K t f ，其信号的参数：振幅K 、角频率ω、与初始相位θ。
其波形如下图所示：图 1 正弦信号2、指数信号：指数信号可表示为atKe t f =)(。
对于不同的a 取值，其波形表现为不同的形式，如下图所示：图 2 指数信号3、指数衰减正弦信号：其表达式为 ⎪⎩⎪⎨⎧><=-)0()sin()0(0)(t t Ke t t f at ω其波形如下图：图 3 指数衰减正弦信号4、抽样信号：其表达式为： sin ()tSa t t=。
)(t Sa 是一个偶函数，t = ±π,±2π,…,±n π时，函数值为零。
该函数在很多应用场合具有独特的运用。
其信号如下图所示：图4 抽样信号5、钟形信号（高斯函数）：其表达式为：2()()tf t Ee-τ= ， 其信号如下图所示：图 5 钟形信号6、脉冲信号：其表达式为)()()(T t u t u t f --=，其中)(t u 为单位阶跃函数。
无失真传输
y(t) KE1 sin( 1t 1) KE2 sin( 21t 2 )
KE1
sin 1 (t
1 1
)
KE2 21 (t
2 21
)
KE1 sin 1 (t t0 ) KE2 21 (t t0 )
为保证不产生失真, 要求 : 1 1
2 21
t0
即() t0
X
二．无失真传输条件
第 3
页
已知系统h(t) H(j)若, 激励为 f t 响应为 yt
那么y(t) Kf (t t0 )时不失真
幅度可以比例增加 波形形状不变
可以有时移
f t
yt
h(t)
因为 y(t) Kf (t t0 )
Y ( j) KF( j)ejt0
f t
yt
所以 H ( j) Y ( j) Kejt0
不失真系统的冲激响应是冲激函数
H ( j) Ke jt0 h(t) K (t t0 )
X
相位特性为什么与频率成正比关系？
第 5
页
H(j ) Kejt0 K t t0 ht
只有相位与频率成正比，方能保证各谐波有相同的延
迟时间，在延迟后各次谐波叠加方能不失真。
例如激励f t E1 sin 1t E2 sin 21t
第 1 页
第七节 信号的无失真传输
•失真 •无失真传输条件
X
一．失真
第 2
页
信号经LTI系统传输，要受到频域响应 Hj的 加权，
输出波形可能发生变化，如与输入波形不同，则产生失
真。
周期信号： Yn Fn H ( jnw1)
非周期信号：Y ( jw) F ( jw)H ( jw)
pacs系统实验报告
PACS系统实验报告组员学号完成日期2011年11月2日指导教师一实验原理PACS是英文Picture Archiving & Communication System的缩写译为“医学影像存档与通信系统”，其组成主要有计算机、网络设备、存储器及图像处理工作站。
通过以上四个部分实现对医学影像的采集编辑管理工作。
其系统结构图如下：二实验步骤与结果1.了解PACS系统工作原理及优势试验中经过老师的讲解对PACS系统有一定的了解，如系统的组成，工作原理，并对各部分进行操作，由于图像采集部分上个礼拜刚刚做完，因此这次只对图像传输和处理进行操作。
其系统工作原理及优势如下图：2.病例患者信息调用与创建打开PACS系统软件，对患者进行调取，如果没有记录则进行患者信息登记，并记录系统，由于我们是第一次使用，没有之前的信息，因此首先创建三人的信息。
3. 影像获取病人信息录入完成后简历病人档案，之后通过超声组将图像传输到主服务器。
进行图像的传输工作。
获取图像如图所示：肝脏肾脏血管4.图像处理分析试验中对图像进行一些处理，如：1.图像显示窗口调整，如图：2.图像以及序列的选择3.图像的移动4.图像的缩放5.图像的旋转6.图像的标注和测量，如图：7.窗宽窗位调节8.图像伪彩色处理，如图：9.录像动态图像分析10.图像保存与删除三、PACS在医院中的应用价值和前景展望对于医院：（1）数字化存储图像，无胶片管理，节省用于冲洗、保存胶片和记录的大量人力物力；如：化学药品费用、处理和保养费用、存储费用、摆放费用、人工费用、查阅费用、送片费用。
（2）提供使更多医生网络化协同工作的能力。
（3）提供远程会诊功能,节省资源，同时提高医院会诊能力，扩大知名度。
（4）可以实现资料统计的自动化，对于科研分析有重大意义，同时可以对科室人员的工作量和状态进行统计，能够发现管理薄弱环节，更好评价员工，激励员工，为科室创造更大的效益。
（5）可以规范诊断报告，打印出图文并茂的病历，同时生成电子病历，形成社区电子病历中心，为病人提供电子病历存放查询服务，增加对用户的影响力。
基带传输系统实验报告
基带传输系统实验报告基带传输系统实验报告引言在现代通信领域，基带传输系统扮演着至关重要的角色。
它是将数字信号转换为模拟信号并进行传输的关键技术。
本实验旨在通过设计和实现一个基带传输系统，深入了解其原理和性能。
一、实验背景基带传输系统是一种数字通信系统，它将数字信号直接传输到信道中，而不需要进行调制。
这种传输方式可以减少传输过程中的信号失真，提高系统的可靠性和性能。
在本实验中，我们将使用MATLAB软件来模拟和分析基带传输系统。
二、系统设计1. 信号生成首先，我们需要生成一个数字信号作为输入。
可以选择不同的信号源，如正弦信号、方波信号或随机信号。
在本实验中，我们选择了正弦信号作为输入信号。
2. 信号调制接下来，我们需要将生成的数字信号调制为模拟信号。
调制的方式有很多种，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
在本实验中，我们选择了幅度调制。
3. 信号传输经过调制后的信号需要通过信道进行传输。
信道可以是有线传输介质，如电缆或光纤，也可以是无线传输介质，如无线电波。
在本实验中，我们使用MATLAB提供的信道模型进行模拟传输。
4. 信号解调接收端需要对传输过来的信号进行解调，将模拟信号转换为数字信号。
解调的方式与调制方式相对应。
在本实验中，我们使用幅度解调器对信号进行解调。
5. 信号恢复最后，我们需要对解调后的信号进行恢复，使其与原始输入信号尽可能接近。
这个过程通常包括滤波和采样。
在本实验中，我们使用低通滤波器对信号进行滤波，然后进行采样。
三、实验结果与分析通过实验，我们得到了基带传输系统的模拟结果。
通过对系统性能的分析，我们可以评估系统的可靠性和性能指标，如信噪比、误码率等。
1. 信号波形通过绘制输入信号、调制后的信号、传输后的信号和解调后的信号的波形图，我们可以直观地了解信号在各个环节中的变化情况。
波形图可以帮助我们判断系统是否存在信号失真或噪声干扰。
2. 信号频谱通过绘制输入信号、调制后的信号、传输后的信号和解调后的信号的频谱图，我们可以了解信号在频域上的特征。
实验四无失真传输系统仿真
实验四 无失真传输系统仿真一、实验目的在掌握相关基础知识的基础上，学会自己设计实验，学会运用 MATLAB 语 言编程，并具有进行信号分析的能力。
在本实验中学会利用所学方法， 加深了角 和掌握无失真的概念和条件。
二、实验内容(1) 一般情况下， 系统的响应波形和激励波形不相同， 信号在传输过程 中将产生失真。
线性系统引起的信号失真有两方面因素造成， 一是系统对信号中各频率分量 幅度产生不同程度的衰减， 使响应各频率分量的相对幅度产生变化， 引起幅度失 真。
另一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比， 使响应的各频率分量 在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。
线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。
而对于非线性系 统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真， 非线性失真可能产生新 的频率分量。
所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同， 而无波形上的变化。
设激励信号为 e(t) ，响应信号为 r (t ) ，无失真传输的条件是r (t) Ke(t t 0)(4-1)式中K 是一常数，t o 为滞后时间。
满足此条件时，r(t)波形是e(t)波形经t o 时间 的滞后，虽然，幅度方面有系数 K 倍的变化，但波形形状不变。
(2) 要实现无失真传输，对系统函数 H(j )应提出怎样的要求？ 设r(t)与e(t)的傅立叶变换式分别为 R(j )与 E(j) 。
借助傅立叶变换的延时定理，从式( 4-1)可以写出R(j ) KE(j )ej t o(4-2) 此外还有R( j ) H(j )E( j )(4-3)所以，为满足无失真传输应有H(j )Kej t o(4-4)( 4-4)式就是对于系统的频率响应特性提出的无失真传输条件。
欲使信号在通 过线性系统时不产生任何失真， 必须在信号的全部频带内， 要求系统频率响应的 幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。
实验报告3_信号的无失真传输概要
本科实验报告实验名称：信号的无失真传输学院年级：专业：学号：姓名：专业：学号：姓名：一、实验目的1、理解无失真传输的条件2、学习采用实际信号测试系统是否失真的方法二、实验原理参见实验指导书三、实验设备1、无失真传输模块S5 1块2、信号源及频率计模块S2 1块3、20M双踪示波器 1台四、实验内容1、观察无失真传输系统对信号的传输作用2、比较周期正弦波、方波、三角波三种信号通过失真传输系统的失真程度五、实验结果与分析1.连接实验箱模块和示波器。
3.保持R2旋钮位置不变，观察以下几种输入信号是否能被无失真传输，并记录四种情况下的输入输出信号波形。
（1）改变输入方波的频率（2）改变输入方波的幅度（3）将输入波形切换为正弦波，并改变其频率和幅度（4）将输入波形切换为三角波，并改变其频率和幅度4.将R2旋钮位置调至无失真刻度的1/2，此时系统成为失真传输系统。
观察并记录以下三种情况下的输入输出信号波形，比较它们的失真程度。
（1）将输入波形设置为频率1KHz的周期方波（2）将输入波形设置为频率1KHz的周期三角波（3）将输入波形设置为频率1KHz的正弦波5.将R2旋钮位置调至最大，此时系统仍是失真传输系统。
观察并记录以下三种情况下的输入输出信号波形，比较它们的失真程度。
（1）将输入波形设置为频率1KHz的周期方波（2）将输入波形设置为频率1KHz的周期三角波（3）将输入波形设置为频率1KHz的正弦波七、实验思考题1.当系统处于失真传输状态时，正弦波通过该系统是否存在失真？为什么？不存在，正弦函数通过系统，幅度改变|H(jw)|的大小,相位改变H（jw）的相位，所以不失真。
2.在信号的无失真传输部分的步骤1中，为什么选择周期方波作为输入信号来测试系统是否达到无失真传输状态？能否换用正弦波或周期三角波？因为方波的频域为辛格函数，频域从正无穷到负无穷，可以检验所有频率范围的失真情况。
不能，正弦函数通过系统不失真。
传输性能分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过搭建实验平台，对不同传输介质和传输系统的性能进行测试和分析，以评估其传输速率、延迟、丢包率等关键性能指标，为后续通信系统的优化和设计提供数据支持。
二、实验背景随着信息技术的快速发展，对通信传输性能的要求越来越高。
传输性能的好坏直接影响到通信系统的稳定性和可靠性。
因此，对传输性能的分析和评估显得尤为重要。
三、实验方法1. 实验平台搭建本实验搭建了一个包含发送端、传输介质和接收端的通信系统。
发送端负责发送数据，传输介质负责数据传输，接收端负责接收数据并进行性能分析。
2. 测试工具使用网络测试仪（如Fluke Network's OptiView）对传输性能进行测试。
该仪器可以实时监测网络数据包的传输速率、延迟、丢包率等关键指标。
3. 测试步骤（1）连接发送端和接收端，确保通信线路畅通。
（2）在发送端生成一定量的数据包，并通过传输介质发送到接收端。
（3）记录发送端和接收端的数据包发送时间、接收时间、延迟时间等参数。
（4）重复步骤（2）和（3），测试不同传输速率、不同数据包大小、不同传输介质等条件下的传输性能。
四、实验结果与分析1. 传输速率通过实验，我们得到不同传输速率下的传输速率数据。
结果显示，随着传输速率的提高，传输速率逐渐增加，但增加幅度逐渐减小。
2. 延迟实验结果显示，不同传输速率下的延迟存在差异。
在低传输速率时，延迟较大；随着传输速率的提高，延迟逐渐减小。
此外，不同传输介质对延迟的影响也存在差异。
3. 丢包率实验结果表明，随着传输速率的提高，丢包率逐渐降低。
这可能是由于传输速率提高后，网络带宽更加充足，减少了数据包冲突和拥塞现象。
五、实验结论1. 传输速率对传输性能有显著影响，随着传输速率的提高，传输性能逐渐提升。
2. 延迟和丢包率是传输性能的关键指标，不同传输速率、不同传输介质对延迟和丢包率有显著影响。
3. 在实际应用中，应根据具体需求选择合适的传输速率和传输介质，以提高通信系统的传输性能。
无失真传输系统实验报告
信号与系统实验报告四 无失真传输系统实验人员：黎博，吴宏森，张文臻 学号：1307080601118/31/37 年级：13电气一班 实验日期：2016.4.20 指导老师：黄近秋一、实验目的1、了解无失真传输的概念和条件。
2、比较无失真传输和失真传输的情况。
二、实验内容1、观察信号在失真系统中的波形。
2、观察信号在无失真系统中的波形。
三、实验仪器1、信号与系统实验箱一台（主板）；2、系统复域与频域的分析模块一块。
3、20M 双踪示波器一台。
四、实验原理1、一般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。
线性系统引起的信号失真有两方面：一是系统响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。
另一是系统响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。
所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。
设激励信号为)(t e ，响应信号为)(t r ，无失真传输的条件是)()(0t t Ke t r -= （4－1） 式中K 是一常数，0t 为滞后时间。
满足此条件时，)(t r 波形是)(t e 波形经0t 时间的滞后，虽然，幅度方面有系数K 倍的变化，但波形形状不变。
2、对实现无失真传输，对系统函数)(ωj H 应提出怎样的要求？设)(t r 与)(t e 的傅立叶变换式分别为)()(ωωj E j R 与。
借助傅立叶变换的延时定理，从式4－1可以写出0)()(t j e j KE j R ωωω-=此外还有 )()()(ωωωj E j H j R = 所以，为满足无失真传输应有0)(t j Ke j H ωω-=欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统频率响应ω图2-4-1 无失真传输系统的幅度和相位特性3、本实验箱设计的电路图：（采用示波器的衰减电路）图2-4-2 示波器衰减电路计算如下： 2222111122220111)()()(C j R C j R C j R C j R C j R C j R U U H i Ω+Ω+Ω+ΩΩ+Ω=ΩΩ=Ω＝222111222111C R j R C R j R C R j R Ω++Ω+Ω+如果2211C R C R = 则122)(R R R H +=Ω是常数，0)(=Ωϕ（满足无失真传输条件。
信号分析3.07 无失真传输
频谱图
H ( j ) Ke
jt0
4 页
H j
K
t 0
H ( j ) K 即: t 0
O
O
说明： ●幅频特性是与频率无关的常数K，对任何频率产生 相同的振幅,系统的通频带为无限宽。(无幅度失真) ●相位特性与 成正比，即对各频率分量产生相同的 时间滞后,是一条过原点的负斜率直线.((无相位失真) 不失真系统的冲激响应是冲激函数
幅度可以比例增加
波形形状不变
可以有时移
f t
y t
h(t)
因为 y(t ) Kf (t t 0 )
Y ( j ) KF ( j )e jt0
f t
y t
Y ( j ) 所以 H ( j ) Ke jt0 F ( j )
t0
o
t
o
t
X
第
H ( j ) Ke
jt0
h(t ) K (t t 0 )
X
第
相位特性为什么与频率成正比关系？
H ( j ) Ke K t t0 ht 只有相位与频率成正比，方能保证各谐波有相同的延 迟时间，在延迟后各次谐波叠加方能不失真。 例如激励f t E1 sin 1t E 2 sin 21t
即 ( ) t 0
1 2 为保证不产生失真 要求 : , t0 1 21
t 0为信号通过系统的延迟 时间, 也是相位特性的斜率 .
思考:什么系统可实现无失真传输呢?
X
jt 0
5Hale Waihona Puke 页通过无失真系统后其响应为: , y(t ) KE1 sin( 1t 1 ) KE2 sin( 21t 2 )
第3章无失真传输
10
（4）理想低通滤波器的冲激响应与带宽关系
H
h (t )
C
t0
t
cO
c
O
H
h (t )
c
O
c
H
O
h (t )
t0
t
1
t t0
O
O
t0
t
11
（5）理想低通滤波器的阶跃响应
X
H
Y X H
O
y (t )
sin int
1
2
1 2
C C
O
t0 tr
14
t
y (t )
(t )
11 来自C1 2CO
t
O
阶跃响应特点： 1、响应相对激励有一个延迟 t 0 ； 2、响应有失真，表现在： （1）响应波形变平滑了，它从最小值上升到最大值需 c 1 要一个过渡时间； B tr 2 带宽 2 上升时间 c B （2）响应在跳变点附近有过冲，其最大值大于最后 的稳态值1； 吉布斯现象 （3）响应在趋于稳态值的过程中有振荡，振荡频率等 于滤波器的截止频率。 3、响应在t<0时不等于0，响应先于激励出现——非因果系统 15
H H e
j
e 0
jt0
c c
H ( )
1
( )
C O
C
O
C
t 0
C
H 1
t0
9
理想低通滤波器的幅频特性与相频特性
（2）时域特性——冲激响应
ht F
无失真传输与失真传输示例
实验五 无失真传输
实验五 无失真传输系统姓名：张恒 学号：10071201042 班级：电信10-2 院系：电子与信息工程学院 实验地点：物理楼212 实验日期：2011年11月9日星期三一、实验目的理解无失真传输的概念理解无失真传输的条件二、实验内容观察信号在无失真系统中的波形观察信号在无失真系统中的波形三、实验仪器1、信号与系统实验箱一台2、系统频域与复域的分析模块一块3、M 20双踪示波器一台四、实验原理1、什么是无失真传输无失真传输是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。
设激励信号为)(t f ，响应为)(t y ，可知 )()(0t t Kf t y -= 。
2、如何实现无失真传输为满足)()(0t t Kf t y -= （1）这一条件，其频域上的关系应满足 )()(0ωωωj F Ke j Y t j -= （2） 从信号与系统的观点看，信号在通过系统时，系统相当于一个频谱变换器，由系统的无失真条件可知，只有当系统频谱0)(t j Ke j H ωω-= （3）时系统才能对输入信号做到无失真传输，由（3）式可知，为使信号在通过线性系统时产生任何失真，系统频率复频特性必须在信号的全部频带内为一常数，相频特性应为一通过原点的直线。
3、实际无失真系统实际电路中，可使2121C C R R 、、、中的之一固定，第四个元件函数可调，以满足2211C R C R =，本实验采用电阻可调。
五、实验测试点说明1、测试点分别为：“输入”：模拟信号的输入。
“输出”：模拟信号经过系统后的输出。
“GND ”：与实验箱的地相连。
2、调节点分别为： “失真调节”：调节此电仪器，可以观察信号失真的过程。
六、实验步骤（1）将“系统频域与复域分析模块”插到实验箱上。
（2）将上述模块上的电源接入插孔，用导线与实验箱上的电源输出插孔对应相接。
（3）将“常用信号分类与观察模块”上的输出插口与“系统频域与复域分析模块”上的无失真传输系统的输入插口相接。
信号通过线性系统的特征分析 实验报告
信号通过线性系统的特性分析学号： 1028401083 姓名：赵静怡一、实验目的1、掌握无失真传输的概念以及无失真传输的线性系统满足的条件2、分析无失真传输的线性系统输入、输出频谱特性，给出系统的频谱特性3、掌握系统幅频特性的测试及绘制方法二、实验原理通过频谱分析可以看出，在一般情况下线性系统的响应波形与激励波形是不同的，即：信号在通过线性系统传输的过程中产生了失真。
线性系统引起的信号失真是由两方面的因素造成的，一是系统对信号中各频率分量的幅度产生不同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，造成幅度失真；一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，是响应各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，造成相位失真。
线性系统的幅度失真一相位失真都不产生新的频率分量。
对于非线性系统，由于其非线性特性，对于传输信号产生非线性失真，非线性失真可能产生新的频率分量。
为了实现信号无失真传输，线性系统应该满足：jwtjwR-kEjwe(。
)(=)在信号无失真传输时，系统函数应该为：jwtH-jwke(。
)=因此，为了实现任意信号通过线性系统不产生波形失真，该系统应满足一下两个理想条件：⎪⎩⎪⎨⎧-==wtw kjw H )()(φ若R 1C 1=R 2C 2，该系统无线性失真。
三、实验内容1．用Multisim 研究线性电路的非线性失真 （1）绘制测量电路R1220ΩR2220ΩC110nFC210nF1V10 V 5 V0.06msec 0.1msecPULSE 20无失真传输线性系统（2）当Ω=2202R 、k 4k 1、分别观测传输线性系统的幅频特性和相频特性，绘出幅频特性和相频特性曲线。
如上图，加上BIPOLAR_VOLTAGE 信号源（3）分别输入占空比60%频率为1K、10k、50k，幅度1V的方波，R2=220Ω，1000Ω，4000Ω分别观测输入和输出信号4个周期的波形，分别画出曲线。
R1220ΩR2 220ΩC1 10nFC210nF1V11kHz1 V2仿真电路图①输入1k方波时，R2=220Ω，1000Ω，4000Ω的输入和输出信号的波形：②输入10k方波时，R2=220Ω，1000Ω，4000Ω的输入和输出信号的波形：③输入10k方波时，R2=200Ω，1000Ω，4000Ω的输入和输出信号的波形：（4）根据（2）（3）的仿真结果，分析R2=220Ω，1000Ω，4000Ω三种电路的失真/非失真现象（什么情况失真？什么情况不失真（近似））。
实验五无失真传输系统
无失真传输系统一、实验目的1、理解无失真传输的概念2、理解无失真传输的条件二、实验内容1、观察信号在无失真系统中的波形2、观察信号在无失真系统中的波形三、实验仪器1、信号与系统实验箱一台2、系统频域与复域的分析模块一块3、20M双踪示波器一台四、实验原理1、什么是无失真传输无失真传输是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。
设激励信号为f(t)，响应为y(t)，可知y(t)=Kf(t-t0)。
2、如何实现无失真传输为满足y(t)=Kf(t-t0) （1）这一条件，其频域上的关系应满足（2）从信号与系统的观点看，信号在通过系统时，系统相当于一个频谱变换器，由系统的无失真条件可知，只有当系统频谱（3）时系统才能对输入信号做到无失真传输，由（3）式可知，为使信号在通过线性系统时产生任何失真，系统频率复频特性必须在信号的全部频带内为一常数，相频特性应为一通过原点的直线。
3、实际无失真系统实际电路中，可使R1、R2、C1、C2中的之一固定，第四个元件函数可调，以满足R1C1=R2C2，本实验采用电阻可调。
五、实验测试点说明1、测试点分别为：“输入”：模拟信号的输入。
“输出”：模拟信号经过系统后的输出。
“GND”：与实验箱的地相连。
2、调节点分别为：“失真调节”：调节此电仪器，可以观察信号失真的过程。
六、实验步骤（1）将“系统频域与复域分析模块”插到实验箱上。
（2）将上述模块上的电源接入插孔，用导线与实验箱上的电源输出插孔对应相接。
（3）将“常用信号分类与观察模块”上的输出插口与“系统频域与复域分析模块”上的无失真传输系统的输入插口相接。
（4）示波器面板上的两个“VOLTS/DIV”旋钮均打到“5”，“TIME/DIV”旋钮打到“10ms”位置，按下“×10MAG”按钮。
（5）示波器面板上的“MODE”转换开关打到“CH1 ”,其余旋钮及开关均保持平常的测试位置。
（6）打开示波器电源，打开实验箱电源，按下“常用信号分类与观察模块”区中的三个电源按钮SP1、SP2及S5 ,把实验箱最左上角的模块上的“+12V，-12V，GND”和“复域分析模块”上的相对应的“+12V，-12V，GND”用导线连接上，可以看到实验箱左上角的4 个二极管以及“复域分析模块”上的2 个二极管发光。
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信号与系统实验报告四 无失真传输系统
实验人员：黎博，吴宏森，张文臻 学号：1307080601118/31/37 年级：13电气一班 实验日期：2016.4.20 指导老师：黄近秋
一、实验目的
1、了解无失真传输的概念和条件。
2、比较无失真传输和失真传输的情况。
二、实验内容
1、观察信号在失真系统中的波形。
2、观察信号在无失真系统中的波形。
三、实验仪器
1、信号与系统实验箱一台（主板）；
2、系统复域与频域的分析模块一块。
3、20M 双踪示波器一台。
四、实验原理
1、一般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。
线性系统引起的信号失真有两方面：一是系统响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。
另一是系统响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。
所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。
设激励信号为)(t e ，响应信号为)(t r ，无失真传输的条件是
)()(0t t Ke t r -= （4－1）
式中K 是一常数，0t 为滞后时间。
满足此条件时，)(t r 波形是)(t e 波形经0t 时间的滞后，虽然，幅度方面有系数K 倍的变化，但波形形状不变。
2、对实现无失真传输，对系统函数)(ωj H 应提出怎样的要求？
设)(t r 与)(t e 的傅立叶变换式分别为)()(ωωj E j R 与。
借助傅立叶变换的延时定理，从式4－1可以写出
0)()(t j e j KE j R ωωω-=
此外还有 )()()(ωωωj E j H j R = 所以，为满足无失真传输应有
0)(t j Ke j H ωω-=
欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统频率响应
ω
图2-4-1 无失真传输系统的幅度和相位特性
3、本实验箱设计的电路图：（采用示波器的衰减电路）
图2-4-2 示波器衰减电路
计算如下： 2222
11112
2220111)()()(C j R C j R C j R C j R C j R C j R U U H i Ω+Ω+Ω+ΩΩ+Ω=ΩΩ=Ω＝222111222111C R j R C R j R C R j R Ω++Ω+Ω+
如果2211C R C R = 则1
22)(R R R H +=Ω是常数，0)(=Ωϕ（满足无失真传输条件。
五、实验步骤
1、把系统复域与频域分析模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源（看清标识，防止接错，带保护电路），并打开此模块的电源开关。
2、打开函数信号发生器的电源开关，使其输出一方波信号，频率为1K ，峰峰值为V 5，将其接入到此实验模块的输入端，用示波器的两个探头观察，一个接入到输入端，一个接入到输出端，以输入信号作输出同步进行观察。
3、观察信号是否失真，即信号的形状是否发生了变化，如果发生了变化，可以调节电位器“失真调节”，可调节到输出与输入信号的形状一致，只是信号的幅度发生了变化（一般变为原来的两倍）。
4、改变信号源，采用的信号源可以从函数信号发生器引入，也可以从常用信号分类与观察引入各种信号，重复上述的操作，观察信号的失真和非失真的情况。
六、实验报告
1、输入信号正弦，方波，三角波失真条件下的输入输出信号：
正弦信号方波信号三角波信号
2、输入信号正弦，方波，三角波无失真条件下的输入输出信号。
正弦信号方波信号三角波信号
七、实验思考题
比较无失真系统与理想低通滤波器的幅频特性和相频特性。
1、无失真系统和低通滤波器的低通频段都能对输入信号的幅值进行放大或缩小
2、与无失真系统不同，低通滤波器除低通波段外在传输过程中会发生失真现象。
3、两者相频特性皆是过原点的一条直线。