信号与系统实验(软件实验+硬件实验)最新

电子科技大学

微电子与固体电子学院标准实验报告

（实验）课程名称：信号与系统

电子科技大学教务处制表

电 子 科 技 大 学

实 验 报 告

学生姓名：秦潇峰 学 号：2903203008 指导教师：张鹰

一、实验室名称：信号与系统实验室 二、实验项目名称：连续系统的幅频特性测量

三、实验原理：设一个系统的传递函数为H(S)，输入冲激信号)(t δ的响应就

是这个系统的冲激响应h(t)，H(S)与h(t)是一对变换，它能表征一个系统的性能。任意一个时间连续信号可以表示成冲激信号的加权和移位之和。

⎰+∞

∞

--=ττδτd t x t x )()()(

x(t)通过系统的响应y(t)是系统对加权和移位冲激信号)()(τδτ-t x 的响

应的叠加。

)()(τδτ-t x 的响应为)()(ττ-t h x ，那么y(t)为：

)(*)()()()(t h t x d t h x t y =-=⎰+∞

∞

-τττ

x(t)通过系统的响应y(t)就是x(t)与系统冲激响应h(t)的卷积。 低通滤波器U12的原理图如图3.1-1所示。

Input Output

图3.1-1 二阶有源低通滤波器U12的电路原理图

零频增益为：10=G 自然角频率为：s krad C C R R n /37.261

2

121==

ω

阻尼系数为：212.0)1(2

211012211122=--+=

C R C

R G C R C R C R C R ξ 传递函数为：2

2

2

0)(n

n n

s s G s G ωξωω++=

归一化的传递函数为：1

212.01

1

)(2

2

++=

++=λλλλλξs s s s G s G

微分方程描述的系统输入输出关系：

)()()()(2

022

2t x G t y t y dt d t y dt

d n n n ωωξω=++ 单位冲激响应： )(]))2/(1[sin()2/(11)(22/2

0t u t e G t h n t n n ξωξωξω--=-

阶跃响应：

)(41sin )2/(12)(41cos )()(22

/20

22

/00t u t e G t u t e G t u G t y n t n t n n ⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-

--⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-

-=--ξωξξξωξωξω

利用窄脉冲响应和宽脉冲响应可以近似冲激响应和阶跃响应。

四、实验目的：使我们对系统的频率特性有深入了解 五、实验内容：

打开PC 机端软件SSP.EXE ，在下拉菜单“实验选择”中选择“实验三”；使用串口电缆连接计算机串口和实验箱串口，打开实验箱电源。

实验内容（一）、低通滤波器的幅频特性测量 实验步骤：

1、信号选择：按实验箱键盘“3”选择“正弦波”，再按“＋”或“－”依次选择表3.1中一个频率。

2、连接接口区的“输入信号1”和“输出信号”，如图3.3-2所示。点击SSP 软件界面上的

按钮，观察输入正弦波。将正弦波频率值和幅度

值(Vpp/2, Vpp 为峰-峰值)记录于表3.3-1。

接

口区

输入信号1输入信号2输出信号采样信号备用备用

图3.3-2 观察输入正弦波的连线示意图

3、按图3.3-3的模块连线示意图连接各模块。

接

口区

输入信号1输入信号2输出信号采样信号备用备用

低通滤波器U11

输入S11

输出S12

图3.3-3 实验三实验内容（一）模块连线示意图

4、点击SSP 软件界面上的

按钮，观察输入正弦波通过连续系统的

响应波形；适当调整X 、Y 轴的分辨率可得到如图3.3-4所示的实验结果。将输出正弦波的幅度值(Vpp/2, Vpp 为峰-峰值)记录于表3.3-1。

图3.3-4 输入正弦波和响应波形

5、重复步骤1~4，依次改变正弦波的频率，记录输入正弦波的幅度值和响应

波形的幅度值于表

实验内容（二）、带通滤波器的幅频特性测量

实验步骤：

重复实验内容（一）的实验步骤1~5。注意在第3步按图3.3-5的模块连线示意图连接各模块。

图3.3-5 实验三实验内容（二）模块连线示意图

将输入正弦波频率值、幅度值和响应波形的幅度值记录于表3.3-2。

六、实验器材（设备、元器件）：

数字信号处理实验箱、信号与系统实验板的低通滤波器模块U11、高通滤波器模块U21、PC机端信号与系统实验软件、＋5V电源、连接线、计算机串口连接线

七、实验步骤：详见实验内容

八、实验数据及结果分析：