信号与系统综合实验报告

信号与系统综合实验

报告

实验一常用信号的观察

一、任务与目标

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。

二、实验过程

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的正弦波、方波、三角波、锯齿波及组合函数波形，用示波器观察输出波形的变化。

三、实验报告

(x为时间，y为幅值)

100Hz 4V 正弦波

y=2sin(628x-π/2)

100Hz 4V 方波

y=2 t=(2n-1)x*0.0025~(2n+1)x*0.0025 x为奇y=-2 t=(2n-1)x*0.0025~(2n+1)x*0.0025 x为偶

100Hz 4V 锯齿波

100Hz 4V 三角波

由50Hz的正弦波和100Hz正弦波组合的波形

y=0.2sin(628x)+0.1sin(314x)

实验二零输入、零状态及完全响应

一、实验目标

1．通过实验，进一步了解系统的零输入响应、零状态响应和完全响应的原理。

2．学习实验电路方案的设计方法——本实验中采用用模拟电路实现线性系统零输入响应、零状态响应和完全响应的实验方案。

二、原理分析

实验指导书P4

三、实验过程

1、接通电源；

2、闭合K2，给电容充电，断开K2闭合K3，观察零输入响应曲线；

3、电容放电完成后，断开K3，闭合K1，观察零状态响应曲线；

4、断开K1，闭合K3，再次让电容放电，放电完成后断开K3闭合K2，在电容电压稳定于5V后断开K2，闭合K1，观察完全响应曲线。

四、实验报告

上图为零输入响应、零状态响应和完全响应曲线。

五、实验思考题

系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性是否相同？为什么？

答：相同。因为系统零输入响应和零状态响应稳定的充分必要条件都是系统传递函数的全部极点si(i=1,2,3,…,n)，完全位于s平面的左半平面。

实验五无源与有源滤波器

一、实验原理

实验指导书P14

二、实验目的

1．了解无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性；

2．分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性；

3．掌握无源和有源滤波器参数的设计方法。

三、实验内容

f/Hz U/V f/Hz U/V f/Hz U/V f/Hz U/V 100 6.04 300 0.20 50 0.36 50 6.40 200 6.04 400 0.32 100 0.78 200 6.02 400 5.72 500 0.52 200 1.44 400 5.64 600 5.08 600 0.76 300 2.04 600 4.20 700 4.44 700 1.02 400 2.52 800 3.22 1000 4.00 800 1.16 500 2.80 1000 2.38 1500 3.08 1000 1.56 600 2.98 1200 1.22 2000 2.44 1500 2.56 700 3.14 1500 0.98 2500 1.84 2000 3.44 900 3.38 1700 1.12 3000 1.24 3000 4.48 1500 3.80 2000 1.60 4000 0.78 4000 5.20 2000 3.92 2500 2.62 6000 0.42 5000 5.32 2500 3.80 3000 3.64 8000 0.34 7000 5.52 3000 3.60 4000 4.44 9000 0.20 9000 5.60 4000 3.14 5000 5.02

1000 0 5.68

6000 2.40 6000 5.20

1500 0 5.68

1000

1.56 8000 5.66

1500

0.76 10000 6.38

2000

0.44

1．根据实验测量所得数据，绘制各类滤波器的幅频特性曲线。

Matlab仿真的无源低通滤波器幅频特性曲线与有源低通滤波器幅频特性曲线有源低通滤波器截止频率：500Hz

无源低通滤波器截止频率：398Hz

Matlab仿真的无源高通滤波器幅频特性曲线与有源高通滤波器幅频特性曲线有源高通滤波器截止频率：2200Hz

无源高通滤波器截止频率：6000Hz

Matlab仿真的无源带通滤波器幅频特性曲线与有源带通滤波器幅频特性曲线

无源带通滤波器

上限截止频率10000Hz 下限截止频率：199Hz 通带宽度9801Hz

有源带通滤波器

上限截止频率5011Hz 下限截止频率：707Hz 通带宽度4304Hz

Matlab仿真的无源带阻滤波器幅频特性曲线与有源带阻滤波器幅频特性曲线

无源带阻滤波器

上限截止频率398Hz 下限截止频率：5623Hz 阻带宽度5225Hz

有源带阻滤波器

上限截止频率630Hz 下限截止频率：3981Hz 通频带3351Hz

2．比较分析各类无源和有源滤器的滤波特性。

答：

无源低通滤波器的截止频率比有源低通滤波器的截止频率低；无源高通滤波器的截止频率比有源高通滤波器的截止频率高；无源带通滤波器通带宽度比有源带通滤波器小很多；无源带阻滤波器比有源带阻滤波器阻带宽度大。

综上，有源滤波器的滤波特性要比无源率波器的特性好。

五、实验思考题

1．示波器所测滤波器的实际幅频特性与计算出的理想幅频特性有何区别？

答：