周期矩形脉冲分解及合成.docx

周期矩形脉冲分解及合成本科实验报告实验名称： 周期矩形脉冲的分解与合成一、实验目的和要求进一步认识波形分解与合成原理进一步掌握用傅里叶级数进行谐波剖析的方法剖析典型的矩形脉冲信号，认识矩形脉冲信号谐波重量的组成察看矩形脉冲信号经过多个数字滤波器后，分解出各谐波重量的状况察看相位对波形合成中的作用二、实验内容和原理信号的时域特征与频域特征时域特征和频域特征是信号的两种不一样的描绘方式一个时域上的周期信号，只需知足荻里赫勒(Dirichlet)条件，就能够将其睁开成三角形式或指数形式的傅里叶级数因为三角形式的傅里叶级数物理含义比较明确，因此本实验利用三角形式实现对周期信号的分解一个周期为T的时域周期信号x(t)，能够在随意(t0,t0 T)区间，精准分解为以下三角形式傅里叶级数，即x(t)a0(akcosk0tbksink0t)k1矩形脉冲信号的幅度谱一般利用指数形式的傅里叶级数计算周期信号的幅度谱x(t)Xkejk0t（3）k式中Xk1T/2jk0tdt计算出指数形式的复振幅Xk后，再利用单边幅度x(t)eTT/2谱和双边幅度谱的关系：Ck2Xk,k0X0,k，即可求出第k次谐波对应的振幅。

0内容：（1）方波信号的分解调整“信号源及频次计模块”各主要器件，经过TP1~TP8察看500Hz方波信号的各次谐波，并记录各次谐波的峰峰值2）矩形波信号的分解将矩形脉冲信号的占空比变成 25%，再经过TP1~TP8察看500Hz矩形脉冲信号的各次谐波，并记录各次谐波的峰峰值3）方波的合成将矩形脉冲信号的占空比再变成 50%，经过调理8位拨码开关，察看不一样组合的方波信号各次谐波的合成状况，并记录实验结果4）相位对矩形波合成的影响将 SW1调理到“0110”，经过调理8位拨码开关，察看不一样组合的方波信号各次谐波的合成状况，并记录实验结果三、实验项目周期矩形脉冲的分解与合成四、实验器械信号与系统实验箱 一台双踪示波器 一台五、实验步骤方波信号的分解①连结“信号源与频次计模块”的模拟输出端口P2与“数字信号办理模块”的模拟输入端口P9；②将“信号源及频次计模块”的模式切换开关 S2置信号源方式，扫频开关S3置off，利用波形切换按钮S4产生矩形波（默认方波，即占空比为50%），利用频次调理按钮ROL1保证信号频次为500Hz；③将“数字信号办理模块”模块的 8位拨码开关调理为“”；④翻开信号实验箱总电源（右边边），翻开S2、S4两模块供电开关；⑤用示波器分别察看测试点“ TP1～TP7”输出的一次谐波至七次谐波的波形及TP8处输出的七次以上谐波的波形；⑥依据表1，记录输入信号参数及测试结果。

矩形波信号的分解①按下“信号源及频次计模块”的频次调理按钮ROL1约1秒钟后，数码管左侧显示dy，右边显示50，表示此时矩形波的占空比为50%，旋转ROL1，T调理矩形波的占空比②选择适合的占空比，用示波器分别察看测试点“TP1～TP7”输出的一次谐波至七次谐波的波形及TP8处输出的七次以上谐波的波形；③依据表2，记录许多于2组不一样占空比条件下输入信号参数及测试结果方波的合成①将矩形波的占空比调理为 50％②将“数字信号办理模块”模块的 8位拨码开关S3的第1位拨至1，其他为0，经过TP1察看基波信号，并与TP8处信号进行比较再将开关S3的第2位拨至1，3~8位拨至0，经过TP8察看一次与二次谐波的合成波形④以此类推，按表3调理拨码开关的1~8位，察看不一样谐波的合成状况，并记录实验结果相位对矩形波合成的影响①将SW1置于“0110”，并将拨码开关S3的1至8全拨为“0”②按下复位键开关S2，复位DSP，运转相位对信号合成影响程序③用示波器的一个通道测基波输出点TP1、另一个通道测TP3，比较两波形的相位④闭合开关S3的第1位和第3位，在TP8上用示波器观察相移后一次和三次谐波的叠加波形。

⑤把示波器的通道1和通道2分别接到TP1和TP3上，设置示波器为叠加模式，察看叠加的波形⑥挨次闭合开关S3的第1位到第8位，在TP8处观察相应的各次谐波叠加后的合成波形记录并填写表4，可适合增添以为有必需测试结果的波形六、实验结果与剖析表1方波信号的分解信号周期：2000s，信号最大幅值：V，信号基频f0：500Hz谐波频次(kHz)8f0以f02f03f04f05f06f07f0上丈量值(电压峰峰值)（V）表2矩形波信号的分解占空比：40，信号周期：2000s，信号最大幅值：V，信号基频f0：500zH谐波频次(kHz)8f0以f02f03f04f05f06f07f0上丈量值(电压峰峰值)表3 方波信号的各次谐波的合成信号周期：2000s，方波信号参数信号最大幅值：V，信号基频f0：500Hz波形合成要求合成的波形一次谐波/基波一次+二次谐波一次+二次+三次谐波一次+三次+五次谐波一次+三次+五次+七次谐波三次+五次+七次谐波全部谐波叠加表4相位对矩形波合成的影响占空比：40，输入信号参数信号周期：2000s，信号最大幅值：V，信号基频f0：500Hz波形合成要求合成后的波形移相后一次与三次谐波合成TP1与TP3的叠加结果（示波器叠加）一次与四次谐波合成二次与四次谐波合成二次与六次谐波合成七、问题与思虑实验中出现的问题有示波器示不出期波形，会呈无波形。

将示波器重启后可恢复正常思虑题（1）方波信号在哪些波重量上幅度零？画出基波信号率5KHz的矩形脉冲信号的（取最高率点10次波），（能够利用matlab）答：偶次波重量上幅度零2）矩形脉冲信号例，周期信号的分解与合成原理答：矩形脉冲信号能够分解成无多个奇次波信号的和，通波器可获得各个重量而用各个重量可合成原信号3）要提取一个 14的矩形脉冲信号的基波和 2、3次波，以及4次以T上的高次波，你会用几个什么型（低通？通？⋯）的波器？答：一个低通， 两个带通，一个高通滤波器4）一次波+三次波合成的波形，与一次波+三次波+五次波合成的波形区在哪里，什么？答：一次波+三次波+五次波合成的波形更靠近方波波形，波小原由在于参加合成的波数目越多，合成的波形越好。