信号与系统实验指导书
信号分解模块的各输入端
信号分解模块的各输出端TP002、TP004、TP006
接地端GND02
加法器的各输入端1、2、3、4、5
输出端TP008 输出端TP010
加法器输出端TP011
电源指示灯L11
该模块开关S11
50Hz、100Hz、150Hz、200Hz、250Hz输出端
TP010
图5-2 方波分解与合成模块面板结构图
四、实验内容及步骤：
1、接好实验箱电源，按下船形开关，总电源开关及函数信号发生器模块电源开关S3，本模块电源开关S11。调节函数信号发生器，使其输出频率为50Hz、占空比为50%、幅度最大的方波，将其接至该实验模块的各带通滤波器的输入端，再通过函数信号发生器模块的“幅度调节”旋钮细调方波的幅度，使得带通滤波器的输出端TP002在信号不失真的情况下，输出幅度最大的正弦波。然后将各带通滤波器的输出端TP002、TP004、TP006、TP008、TP010分别接至示波器，观察各次谐波的频率和幅度（注：观察频率时，如果信号幅度在2V以上，可用频率计模块），将结果记录在表5-1中，并记录各输出端的波形。将方波和分解后所得的各波形绘制在相同刻度的坐标平面上，比较各波形的频率和幅度。
2、验证各高次谐波与基波之间的相位差是否为零，可用李沙育图形法进行测量：把BPF-50Hz处输出的基波接至示波器的X轴，再分别把BPF-150Hz、BPF-250Hz处的高次谐波送入Y轴，示波器采用X-Y方式显示，观察李沙育图形，并记录所得波形。
3、方波的合成：将方波分解所得的基波和各次谐波分量接至加法器的输入端，观测加法器输出端的波形并记录。
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五、实验结果：
1、 将所测得得结果记录到表中：
方波 频率f(Hz) 幅度U(V) 基波 二次谐波 三次谐波 四次谐波 五次谐波 表5-1
2、 分别描绘方波、分解后各次谐波及其合成后的曲线。
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实验六 抽样定理
一、实验目的：
1、了解电信号的采样方法和过程。 2、了解信号的恢复方法。 3、验证抽样定理。 二、实验仪器：
1、信号与系统实验箱。 2、20M双踪示波器一台。 三、原理与模块简介：
1、原理：
Nyquist抽样定理：一个频带有限的信号f(t)，如果其频谱只占据-ωm～+ωm的范围，则信号f(t)可以用时间间隔不大于1/(2fm)（其中fm=ωm/2π）的抽样唯一的确定。 2、该模块的面板结构图如图6-1所示：
输入端TP501
旋钮W501
输出端TP502、TP503、TP504、TP505
输入电源
指示灯
该模块开关S5
图6-1 抽样定理模块面板结构图
接地端GND51
TP502：本地输出的抽样脉冲；TP503：经反相后的抽样脉冲；TP504：抽样信号输出；TP505：还原后的信号输出。 四、实验内容及步骤：
1、接好实验箱电源，按下船形开关，总电源开关及函数信号发生器模块电源开关S3，本模块电源开关S5。使函数信号发生器产生频率为50Hz、峰峰值为8V的三角波，将其输出端与本实验模块的输入端相连，用示波器一个通道观察本模块TP504端的波形（即经抽样后的三角波），另一通道观察抽样脉冲波形。绘出原信号、抽样后信号、还原后信号及抽样脉冲的波形。
2、改变三角波的频率（基频小于100Hz），观察并描绘还原后的信号，与50Hz时还原后的信号比较失真程度。
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3、将三角波的频率改为200Hz，观察并描绘还原后的信号，与50Hz时还原后的信号比较失真程度。
五、实验结果：
1、描绘原信号波形、抽样脉冲的波形、抽样后信号的波形以及还原后信号的波形。
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实验七 无源和有源滤波器
一、实验目的：
1、了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构和特性。 2、了解低通、高通、带通、带阻滤波器的幅频特性。 3、对比研究无源和有源滤波器的滤波特性。 4、掌握滤波器幅频特性的测试方法。 二、实验仪器：
1、信号与系统实验箱。 2、20M双踪示波器一台。 三、原理与模块简介：
1、原理：
滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些基本频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其他频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以是由RLC元件或RC元件构成的无源滤波器，也可以是由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。
滤波器的网络函数H(j?)又称为传递函数：H(j?)?U2U1???A(?)??(?)，它全面反
映了滤波器的幅频和相频特性。可以通过实验方法测量滤波器的幅频特性A(?)。
+
U1 -
? 滤波器 +
U2
-
?根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BSF）四种。能够通过的信号频率范围称为通带，阻止或衰减的信号频率范围称为阻带。通带与阻带的分界点频率fc为截止频率，图7-1为各种滤波器的理想幅频特性。其中Aup为通带的电压放大倍数，f0为中心频率， fcl和fch分别为低端和高端截止频率。
Aup 阻带 fc 通带 f
Aup 通带 fc
阻带 f
(a)低通 (b)高通
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