《信号与系统实验新.docVIP

实验一 实验箱的调节与使用 一、实验目的 1、了解函数信号发生器的操作方法。 2、熟悉信号与系统实验箱信号产生的方法。 二、实验仪器 1、20M双踪示波器一台。 2、信号与系统实验箱一台。 三、实验原理 1、ICL8038是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图所示。 外接电容C由两个恒流源充电和放电，电压比较器A、B的阀值分别为电源电压值()的2/3和1/3。恒流源和的大小可通过外接电阻调节，但必须。当触发器的输出为低电平时，恒流源断开，恒流源给C充电，它的两端电压VC随时间线性上升，当VC达到电源电压的2/3时，电压比较器A的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高电平，恒流源C接通，由于 (设)，恒流源将电流2加到C上反充电，相当于C由一个净电流I放电，C两端的电压VC又转为直线下降。当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器B的输出电压发生跳变，使触发器的输出由高电平跳变为原来的低电平，恒流源断开，再给C充电，…如此周而复始，产生振荡。若调整电路，使，则触发器输出为方波，经反相缓冲器由管脚⑨输出方波信号。C上的电压Vc上升与下降时间相等时为三角波，经电压跟随器从管脚③输出三角波信号。将三角波变成正弦波是经过一个非线性的变换网络(正弦波变换器)而得以实现，在这个非线性网络中，当三角波电位向两端顶点摆动时，网络提供的交流通路阻抗会减小，这样就使三角波的两端变为平滑的正弦波，从管脚②输出。 2、ICL8038管脚功能图 　 3、实验电路如图所示： 四、实验内容和步骤 1、接上电源线，按下船形开关、电源开关及该模块电源开关S3，使其“输出”为方波，通过调整电位器“占空比调节”，使方波的占空比达到50%。(注：“波形选择”开关用于选择“方波”、“三角波”、“正弦波”；而“频率选择”开关用于选择频率的“低”、“中”、“高”；另外“频率调节”大电位器可调节频率，“幅度调节”大电位器可调节幅度) 2、调节电位器“占空比调节”，分别观测三种输出波形，有何结论？（如影响方波的占空比，那么对正弦波和三角波有何影响呢？） 3、改变外接电容C的值(这里通过“频段选择”选择“低”、“中”、“高”)，观测三种输出波形，并比较此三种外接电容所测得的波形之间有何差异，可得出何结论？（如这三种电容之间是10倍的关系，那么所对应的输出信号是否也是十倍关系？） 4、调节“频率调节”旋扭，记录下函数发生器输出的最高和最低频率（注意配合“频率选择”档）；再调节“幅度调节”旋扭，记录下函数发生器输出的最大和最小幅度。 五、实验思考题 列表整理C取0.1μF、0.01μF和0.001μF时三种波形的频率和幅度值，从中可以得出什么结论？ 实验二 零输入响应零状态响应 一、实验目的 1、掌握电路的零输入响应。 2、掌握电路的零状态响应。 3、学会电路的零状态响应与零输入响应的观察方法。 二、实验仪器 1、信号与系统实验箱一台（主板）。 2、系统时域与频域分析模块一块。 3、20MHz示波器一台。 三、实验原理 1、零输入响应与零状态响应： 零输入响应：没有外加激励的作用，只有起始状态（起始时刻系统储能）所产生的响应。 零状态响应：不考虑起始时刻系统储能的作用（起始状态等于零）。 2、典型电路分析： 电路的响应一般可分解为零输入响应和零状态响应。首先考察一个实例：在下图中由RC组成一电路，电容两端有起始电压Vc(0-),激励源为e(t)。 R + + e (t) C Vc(0-) Vc(t) _ _ 则系统响应，即电容两端电压： 上式中第一项称之为零输入响应，与输入激励无关，零输入响应是以初始电压值开始，以指数规律进行衰减。 第二项与起始储能无关，只与输入激励有关，被称为零状态响应。在不同的输入信号下，电路会表征出不同的响应。 四、实验内容和步骤 1、把系统时域与频域分析模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源（看清标识，防止接错，带保护电路），并打开此模块的电源开关。 2、系统的零输入响应特性观察 （1）接通主板上的电源，同时按下此模块上两个电源开关，将“时域抽样定理”模块中的抽样脉冲信号（SK1000用于选择频段，“频率调节”用于在频段内的频率调节，“脉宽调节”用于脉冲宽度的调节），通过导线引入到“零输入零状态响应”的输入端。 （2）用示波器的两个探头，一个接输入脉冲信号作同步，一个用于观察输出信号的波形，当脉冲进入低电平阶段时，相当于此时激励去掉，即在低电平时所观察到的波形即为零输入响应。 （3）改变本实验的开关SK900的位置，观察到