用同時分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成.docVIP

信息工程学院 实验（训）报告书 课 程 综合电子系统设计_ ______ 姓 名 _ 学 号 _ 班 级 12电子信息工程 _ 专 业 电子信息工程 _ 指导教师 职 称 讲师 _第 云南师范大学文理学院信息工程学院实验（训）报告 实验（训）名称 用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成 实验（训） 目 的 用同时分析法观测50Hz 非正弦周期信号的频谱，并与其傅利叶级数各项的频率与 系数作比较。 观测基波和其谐波的合成。 实验（训） 要 求 在做实验前必须认真复习教材中关于周期性信号傅立叶级数分解的有关内容。 实（训）时间 2015年04月03日 实验设备与器件 信号与系统试验箱、双踪示波器 实验（训）过程记录： 实验原理? 1．一个非正弦周期函数可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦?具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的2、3、4、?、?n?等倍数分别称二次、三次、四次、?、n?次谐波，其幅度将随谐波次数的增加而减小，直?至无穷小。不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波，反过来，一个非正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。? 2.实验装置的结构图? ? 3．一个非正弦周期函数可用傅里叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一各个?频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式?如下。? 方波 三角波 正弦整流半波 正弦整流全波 矩形波 （1）方波 （2）三角波 （3）半波 （4）全波 （5）矩形波 实验内容及步骤 实验内容及步骤 1．调节函数信号发生器，使其输出50Hz 的方波信号，并将其接至信号分解实验模块的输入端，再细调函数信号发生器的输出频率，使该模块的基波50Hz 成分BPF 的输出幅度为最大。 2．将各带通滤波器的输出（注意各种不同信号所包含的频谱）分别接至示波器，观测各次谐波的频率和幅值，画出波形并列表记录频率和幅值。 方波和基波 方波和二次谐波 方波和三次谐波 方波和四次谐波 方波和五次谐波 方波和六次谐波 3．将方波分解所得的基波、三次谐波分别接至加法器的相应输入端，观测加法器的输出波形，并记录。 基波和三次谐波 4．在步骤3 的基础上，再将五次谐波分量加到加法器的输入端，观测相加后的合成波形，并记录。 五次波和基三次波合成 5．分别将50Hz 正弦半波、全波、矩形波和三角波的输出信号接至50Hz 电信号分解与合成模块的输入端，观测基波及各次谐波的频率和幅度，并记录。 6．将50Hz 单相正弦半波、全波、矩形波和三角波的基波和谐波分量接至加法器相应的输入端，观测求和器的输出波形，并记录。 基波和三五次谐波合成 三次波和三五次谐波合成 五次谐波和三五次谐波合成 实验（训）结论： 通过这个实验我深刻的理解了波形经傅里叶变换后的各次谐波的分解与合成，清晰地观察到了各次谐波的波形及合成后的波形。验证了课堂所学理论的正确性。 成绩评定