信号与系统实验总结

学院：电子工程学院

班级：2009211204

姓名：李金隆

学号：09210947

信号与系统实验总结

信号与系统是电子信息类专业的一门重要的专业基础课程，由于该课程核

心的基本概念、基本理论和分析方法都非常重要，而且系统性、理论性很强，

为此开设必要的实验对我们加强理解深入掌握基本理论和分析方法，以及对抽

象的概念具体化有极大的好处。四次信号与系统实验不算多，但让我们初步的

了解了实验的过程，体验到了实验的魅力。从实验中掌握知识要比直接从书本

中学习知识快得多，同时通过视觉触觉的直观感受让我们对书本中生涩的知识

有了更好的理解。

下面我将从实验仪器、实验内容、实验能力、实验精神等四方面作以总结。

一、实验仪器

在这四次实验中，我们主要使用了DDS信号源、实验箱、示波器、频谱仪

等四种实验仪器。

DDS信号源：

DDS信号源采用直接数字合成技术（Direct Digital Synthesize）。与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等

优点，同时还具有双路输出，多种波形，高精度，高精度，多功能，高可靠性

的特点，广泛用于科研单位和高等院校的实验室，是实现设备全数字化的一个

关键技术。DDS信号源，也就是函数发生器，可以产生固定波形，如正弦波、

方波或三角波，频率和幅度可以调节。要研究信号首先要产生信号，因此DDS

信号源是信号实验中最基本的实验仪器之一。在四次实验中，有三次我们都用

到了它。

信号与系统实验箱：

实验箱是很多个信号实验装置的集合，可谓集多种功能于一身，其中包括

函数发生器、模拟滤波器、函数信号的产生与测量、信号的抽样与恢复等模块。在实验中，我们使用了函数发生器、信号的抽样与恢复，模拟滤波实验的相应

模块。

示波器：

示波器(oscilloscope)是一种用途广泛的电子测量仪器。不仅在信号实验中，在电子电路和物理实验中我们同样经常使用它。它能把抽象的电信号转换

成具体的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。利用示波器能观察各种

不同的信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如

电压、电流、频率、相位差、调幅度等。我们实验室的示波器是双踪示波器，

它是人们在应用普通示波器原理的基础上采取双踪示波法制造出来的示波器。

在实验六---信号的抽样和恢复（PAM）中，我们用到了示波器的双踪示波

功能。在踪示波器的显示屏上同时观察到了待抽样信号和抽样信号，方便我们

比较数据，分析过程。

频谱分析仪：

频谱分析仪（Spectrum Analyzer）是研究电信号频谱结构的仪器，用于

信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可

用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特

性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分

析结果,能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能；配置标准接口，就

容易构成自动测试系统。实验四——非正弦信号的频谱分析中，我们就是通过

它研究了方波的频谱特性。

以上便是我们信号与系统实验中所使用的基本仪器。当然，由于实验相对

比较简单，实验仪器的很多功能我们还没有涉及，但我相信，有了这四次实验

的基础，以后当我们面对更加复杂的实验时，我们会游刃有余。

二、实验内容

本学期共做四个信号与系统测试实验，分别是信号的分类与观察、非正弦

周期信号的频谱分析、信号的抽样与恢复（PAM）、模拟滤波器实验。

信号的分类与观察主要目的是：观察常用信号的波形特点以及产生方法，

学会用示波器对常用波形参数进行测量。主要内容是：利用实验箱中的S8模块分别产生指数衰减正弦信号、抽样信号、钟形信号和脉冲信号，并用示波器观

察输出信号的波形，测量信号的各项参数，根据测量值计算信号的表达式，并

且与理论值进行比较。

非正弦信号的频谱分析主要目的是：掌握频谱仪的基本工作原理和正确使

用方法，掌握非正弦周期信号的测试方法，理解非正弦周期信号频谱的离散性、谐波性欲收敛性。主要内容是：通过频谱仪观察占空比为50%的方波脉冲的频谱，和占空比为30%的矩形波的频谱，并用坐标纸画图。

信号的抽样与恢复实验主要目的是：验证抽样定理，观察了解PAM信号的

形成过程。主要内容是：正信号作为原信号，矩形脉冲作为信号的采样序列

（其频率为正弦原信号频率的3倍）。分别用频谱仪观察信号的采样序列、原

信号、抽样信号和抽样信号的恢复信号的幅频特性，并用坐标纸画图。

模拟滤波器实验的主要目的是：了解RC无源和有源滤波器的种类、基本

结构及其特性，比较无源和有源滤波器的滤波特性，比较不同阶的滤波器的滤

波效果。主要内容：绘制几类滤波器的滤波特性图并测量-3dB点。

三、实验能力

要完成一个实验，并在完成实验后对所得出的数据进行分析并得出结论需

要很多能力。在我看来，自学能力，读图绘图能力，联系理论知识的能力，分

析问题的能力等这几个方面的能力是不可或缺的。

自学能力

不打没有准备的仗。在实验前我们往往需要对即将进行的实验进行预习，

这就需要我们的自学能力。在很多同学看来写预习报告就是将实验书本上的内

容抄一边，其实不然，写预习报告是为了让我们更好的掌握实验所需要的知识，这样能既可以保证实验的顺利进行，还可以让我们更容易的通过实验发现自己

的问题。起初，实验前我也不预习，到了做实验的时候再慢慢看书，经过第一

次实验后我发现这样不但浪费时间，而且在实验的过程中容易出现问题。虽然

我们信号与系统实验的老师不要求写实验预习报告，但我每次都会提前自学实

验内容，完成预习报告，这使我在实验中能够较快的完成实验并留下一些时间

来解决在预习过程中所遇到的问题。

读图绘图能力

除了学会如何操作实验仪器外，学会如何读图读数也是衡量是否掌握实验

仪器使用的重要指标之一。信号与系统研究的是信号，我们通过实验仪器将信

号的波形、频率特性反映出来后，要知道它们的参数就要学会读图读数。在四

次实验中我们都用到了示波器，在示波器上我们可以读出波形的峰峰值、周期、频率、显示器每格代表的数值等等。在实验六中，我们学会了用频谱仪测量各

个点的坐标。

读完数后要对数据进行分析，我们就需要用坐标纸将所得到的数据反映出来。绘图是数据分析过程中的重要环节。说句心里话，绘图是个枯燥的过程。

记得在实验四中，我很快完成了实验，但绘图的过程却相当的艰辛，第一次绘

图完成后给老师检查不合格，拿回去又得一步步重来，异常考验我的毅力。每

次画图，不仅要把握仪器显示频上的各种参数，还要建立合适的坐标系，1：1

地将图形绘制在坐标纸上，图形需要美观，图线需要圆滑。这个过程容不得我

们有半点的急躁情绪。

联系理论知识的能力

实验是一门实践科学，但它是以理论为基础的。单纯的根据实验步骤得出

一组数据是没有多大意义的。因此，在实验过程中我们需要联系理论知识，用

理论知识去分析得到的数据，并且要学会分析理论和实际的差异。比如在实验

四---非正弦周期信号的频谱分析中，当我们通过实验得到了方波的频谱图后，我们应该从理论出发，运用相应的知识将方波函数展开成傅里叶级数的指数形式，计算出理论值后和实验数据进行比较，分析它们的差异得到相应的结论；