《现代测试技术》实验.docVIP

本课程主要使用金属箔式电阻应变片电容式传感器霍尔式传感器电涡流式传感器 应变式传感器实验模块（包含电阻应变及压力传感器）：金属箔式标准商用称重传感器（带加热及温度补偿）、悬臂梁结构金属箔式、半导体应变、MPX扩散硅压阻式传感器、放大电路。 电容式传感器实验模块：同轴式差动电容组成的双T电桥检测电路，精密位移导轨。 霍尔传感器实验模块：霍尔传感器、梯度磁场、变换电路及日本进口高精度位移导轨。 电涡流传感器实验模块：电涡流探头、变换电路及日本进口精密位移导轨。 常用信号的观察实验目的1．了解常用信号的波形和特点2．了解相应信号的参数3．学习示波器的使用。 实验内容 1. 观察常用信号：(1) 正弦波；(2) 方波；(3) 三角波；(4) 锯齿波；(5) y=sin(nx)·sin(mx)。 2. 用THBCC-1实验平台产生波形信号，利用示波器测量信号，读取信号的幅值与频率，绘制信号波形。 实验设备和工具 1．THBCC-1型信号与系统、控制理论及计算机控制技术实验平台，如图3所示； 2．双踪示波器，或者用已安装的相关软件、串口通信线1根。 图3 THBCC-1型实验平台 实验原理 波形发生器可以给出希望的标准波形信号，是信号分析与处理实验中不可或缺的实验仪器。信号的描述可以是数学表达式也可以是函数图形，即信号波形。示波器是显示信号波形的一种实用仪器，利用示波器可以方便地显示波形的幅值与频率(周期)，也可以方便地进行不同波形的比较。 实验要求 1. 正确认识实验仪器设备的功能与使用方法。 2. 正确观察、记录实验数据与曲线。 3. 正确进行相关理论分析。 4. 实验报告完整无误。 主要包括：实验仪器设备的使用、实验数据与曲线、理论分析、回答思考题、总结收获。 实验步骤 1. 观察实验台信号发生器和低频信号发生器，了解其功能，学会调节各种信号的振幅和频率。观察了解其功能，学会调节联接实验仪器设备分别输出 正弦波、 方波、 三角波、 锯齿波，用示波器观察各种波形。4. 观察调制波。将信号发生器和低频信号发生器都选择正弦波输出，分别用示波器观察并记录波形，将信号分别接如实验台的调制解调模块的调制信号输入口1和载波信号输入口1。 5. 用示波器观察调制信号输出口1的输出信号并记下图形。6. 调整两路输入信号的频率和振幅，观察调制信号输出口1的输出信号。思考题 1. 为什么要对信号的波形进行观察？信号波形的变化主要对其观察哪几个参数？各参数的含义是什么？ │x(t)│，它主要表征了信号的大小。信号x(t)的频率即是单位时间内完成的次数，是描述动频繁程度的量，常用符号f表示，单位为2. 调制波有什么特点？调整两路输入信号的频率和振幅调制信号信号无失真传输信号无失真传输的基本原理；熟悉信号无失真传输系统的结构与特性。 本次实验是为加强学生对信号无失真传输的基本原理及无失真传输系统的结构与特性的认识与了解而设置。通过本次实验，使学生初步掌握无失真传输系统的结构变化时其相应传输特性的变化。实验内容提要1. 设计一个有源(或无源)的无失真传输系统，并联接的信号无失真传输系统模拟电路。 2. 用THBCC-1实验平台产生一个幅值固定、频率可变的正弦信号，此信号作为系统的输入信号。利用示波器测量系统输出信号的幅值与相位。 3. 改变输入正弦信号的频率，用示波器观察模拟电路输入输出信号的幅值与相位，比较两个信号，记录R1、R2、C1、C2的值。 4. 改变电路中的R1、R2、C1、C2的值，观察电路输入输出波形直到输出信号发生失真为止，记下R1、R2、C1、C2的值。 5. 比较步骤3、4得到的R1、R2、C1、C2的值，验证信号无失真传输条件。原理信号无失真传输是指通过系统后，输出信号的波形与输入信号的波形完全相同，只有幅值上的差异与一定的延迟产生，具有特性的系统称为无失真传输系统。输入信号为x(t)时，系统输出为y(t)=kx(t-t0)，其幅频特性与相率特性分别为 |H(jω)|=k，φ(ω)=-t0ω 2. 实验仪器设备的正确联接。 . 无失真传输系统 4. 无失真传输系统由电路可知其频率特性为 由此可见，当R1C1= R2C2时H(jω)=R2/(R1+R2)为一常数，满足测试系统不实真的条件。否则H(jω)为一与ω相关的函数，不满足测试系统不实真的条件。Ω，C1=C2=1μF，R2为一可变电阻，联接信号无失真传输系统模拟电路。 9. 观察波形、数据的完整正确记录。 实验思考题 1. 为什么输出信号波形与输入信号波形相同？信号无失真传输系统有什么结构特点？ 答：该电路在R1=R2，C1=C2的情况下为信号无失真传输电路，所以输出信号波形与输入信号波形相同。 对信号传输系统进行观察分析可见，该电路由2个电阻电容并联结构串联而成，从输出点看为对称结构