华中科技大学信号与控制综合实验报告

2010 级 信号与控制综合实验课程 实实 验验 报报 告告 (基本实验一基本实验一: :信号与系统基本实验信号与系统基本实验) 姓姓名名学学号号专业班号专业班号电气电气 10 同组者同组者 1学学号号专业班号专业班号 电气电气 10 指导教师指导教师李开成李开成 日日期期2012 年年 12 月月 实验成绩实验成绩 评评 阅阅 人人 电气学科大类 2 综合实验和实验报告要求综合实验和实验报告要求 信号与控制综合实验，是集多门技术基础课程以及其它延伸课程理论于一体的 综合性实验课程，需要综合多门学科理论知识和实验方法来体现，因此，实验目的 不是简单的课程理论验证和练习，而是综合应用、研究开发、设计创新。应采用尽 可能好的设计，使所设计的电路和系统达到要实现的功能，步骤和方案自行拟定， 实现对设计思路的实验验证。 完成多个实验项目的，应将实验内容整理综合后写成一份总报告，以利于锻炼 整理归纳和总结能力，在总报告中以第二级标题形式依次写下所完成的实验项目、 内容及实验设计过程。 实验报告按“题目、目录、正文（分所完成的各实验项目）、结论、心得与自 我评价、参考文献”6个部分撰写；正文主要包括以下几个内容：任务和目标、总体 方案设计（原理分析与方案设计特点，选择依据和确定） 、方案实现和具体设计（过 程）、实验设计与实验结果、结果分析与讨论。 （格式方面请注意：每个图应该有图号和图名，位于图的下方，同一图号的分 图应在同一页，不要跨页；每个表应该有表号和表名，位于表的上方，表号表名与 表（数据）也应在同一页，不要跨页；建议各部分题目采用四号黑体、设计报告内 容文字采用小四号宋体） 注：报告中涉及实验指导书或教材内容，只需注明引用位置，不必在报告中再 加以阐述。不得不加引用标记地抄袭任何资料。 每一基本实验部分按计划学时100分成绩计算（100），需要完成60分的实验 项目；实验报告、设计部分和创新研究内容另外计分（分别为10、20和10）。 再按照学时比例与本课程其它部分实验综合成为总实验成绩。每一部分实验均为： 基本实验：060分，考核基本理论的掌握和基本操作技能、实验室道德规范； 实验报告：010分，考核思考和总结表述能力； 完成设计性实验：020分，评价设计能力； 完成创新性实验：010分，鼓励创新。 实验报告装订线为左边。 本页可以不打印。 3 实验评分表 基本实验基本实验 实验编号名称实验编号名称/内容内容（此列由学生自己填 写） 实验分值实验分值评分评分 实验一常用信号的观察5 实验二零输入、零状态及完全响应5 实验五无源与有源滤波器10 实验六低通、高通、带通、带阻滤波器 间变换 10 实验七信号的采样与恢复实验15 实验八调制与解调实验15 设计性实验设计性实验 实验名称实验名称/内容内容实验分值实验分值评分评分 创新性实验创新性实验 实验名称实验名称/内容内容实验分值实验分值评分评分 基于线性时不变系统的传递函数的探基于线性时不变系统的传递函数的探 究和究和 MATLAB 系统分析模型系统分析模型 40 教师评价意见教师评价意见总分总分 4 目目录录 第一部分第一部分正文正文6 实验一实验一常用信号观察常用信号观察6 一、实验目的：6 二、实验原理：6 三、实验内容：6 四、实验设备：6 五、实验步骤：6 六、实验结果：6 实验二实验二 零输入、零状态以及全响应零输入、零状态以及全响应9 一、实验目的：9 二、实验原理：9 三、实验内容：10 四、实验设备：10 五、实验步骤：10 六、实验结果：11 七、结果分析：12 八、思考题：12 实验五实验五无源与有源滤波器无源与有源滤波器13 一、实验目的13 二、实验原理错误！未定义书签。错误！未定义书签。 三、实验设备：13 四、实验步骤：13 五、结果分析错误！未定义书签。错误！未定义书签。 实验六实验六 低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换.18 一、实验目的18 二、实验原理18 三、实验设备错误！未定义书签。错误！未定义书签。 四、实验步骤19 五、实验结果19 六、实结果分析25 5 实验七实验七 信号的采样与恢复实验信号的采样与恢复实验26 一、实验目的26 二、实验原理26 三、实验设备26 四、实验步骤27 五、实验结果27 实验八：调制与解调实验实验八：调制与解调实验31 一、实验目的31 二、实验原理31 三、实验设备31 四、实验步骤32 五、实验结果32 实验实验九九：基于线性时不变系统的传递函数的探究和基于线性时不变系统的传递函数的探究和 MATLAB 系统分析模型系统分析模型. 34 一、实验目的34 二、实验原理34 三、实验步骤34 四、实验设备32 五、实验过程32 六、实验结果分析43 六、实验结果分析45 第二部分第二部分 实验总结实验总结46 第第三三部分部分 参考文献参考文献47 6 第一部分第一部分正文正文 实验一常用信号观察 一、实验目的：一、实验目的： 了解常用波形的波形和特点，了解相应信号的参数的测量，学会使用示波器与 函数发生器，了解常用信号波形的输出与特点， 。掌握基本的误差观察和分析方法。 二、实验原理：二、实验原理： 描述信号的方法有很多可以是数学表达式 （时间的函数） ， 也可以是函数图形 （即 为信号的波形） 。 信号可以分为周期信号和非周期信号两种。普通示波器可以观察周期信号，具 有暂态拍摄功能的示波器可以观察到非周期信号的波形。目前，常用的数字示波器 可以非常方便地观察周期信号及非周期信号的波形。 三、实验内容：三、实验内容： 1 观察常用的正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号及一些组合函数的波形， 如 y=sin(nx)+cos(nx)。 2使用示波器读取信号的频率与幅值。 四、实验设备：四、实验设备： 1函数信号发生器 2数字示波器。 五、实验步骤：五、实验步骤： 1接通函数发生器的电源。 2调节函数发生器选择不同的频率和不同的波形， 用示波器观察输出波形的变 化。 六、实验结果：六、实验结果： 1.正弦波波形图 7 图图1-11-1正弦波波形图 2.三角波波形图 图图1-21-2 三角波波形图 3.方波波形图 8 图图1-31-3方波波形图 4.锯齿波波形图 图图 1-1-4 4锯齿波波形图 9 实验二 零输入、零状态以及全响应 一、实验目的：一、实验目的： 通过实验得出零状态响应、零输入响应以及全响应的波形曲线，并由此验证 三种响应之间的关系。学习实验电路方案的设计方法，学习使用模拟电路实现系 统零输入、零状态和完全响应的实验方案。 二、实验原理：二、实验原理： 线性时不变系统的基本特性，可以用简单的时间响应特性来说明和观察。这 里要验证的就是最简单的时间响应特性零输入响应、零状态响应及完全响应。 一阶系统的零输入响应、零状态响应及完全响应的简单实验电路如图 2-1 所 示。 合上图 2-1 中的开关 1 k，则由电路可得 11 )()(EtURti c 因为 i(t)= dt tdU C c )( ，则式子变为 11 )( )( EtU dt tdU CR c c 得： RC t c RC t c eUeEtU )0()1 ()( 1 （1） ：若 1 E等于 0，则等式右边只有第二项，为零输入响应，即由初始条件 激励下的输出响应； （2） ：若初始条件为零，即)0( c U=0，则等式右边只有第一项，即为零状态 响应； （3） ：显然，零输入相应和零状态响应之和为电路的完全响应。 10 图图 2-12-1 零输入响应、零状态响应和完全响应的实验电路图 1 R 2 R 图图 2-2-2 2零输入响应、零状态响应和完全响应曲线 其中：零输入响应零状态响应完全响应 三、实验内容：三、实验内容： 1连接一个能观测零输入、零状态和和完全响应的电路图。 2分别观察该电路的零输入、零状态和完全响应的动态曲线。 四、实验设备：四、实验设备： 1、实验电路板； 2、直流稳压电源； 3、存储式数字示波器一台。 五、实验步骤：五、实验步骤： 1、关闭 K2 指向 R2，完成放电，以保证电容两端电压归零。 2、闭合 K2 指向 R1，K1 指向 5V，此时为电容两端充电，将 K2 闭合至 R2， 11 完成零输入响应，此时电容两端电压变化为零输入相应。记录此时的电容电压变 化。 3、重复 2 中的操作，但保持 K2 在 R1 处，断开 K1，将 K1 闭合至 15V 处， 此时电压输出为全响应。 4、将 K2 闭合至 R2，完成放电，再将 K2 闭合至 R1，由于之前 K1 接到 15V 电源处，所以，此时电容的输出电压为零状态响应。 六、实验结果：六、实验结果： 图图 2-2-3 3 零状态响应 12 图图 2-2-4 4 零输入响应 图图 2-2-5 5 完全响应 七、结果分析：七、结果分析： 三张图大体反映了零状态响应、零输入响应、完全响应曲线状态。 从电路参数计算可得，此电路的理论时间常数=RC=30k*47=1.41s。 1.零输入响应的初始状态不为零，但其最终稳定状态为零； 2.零状态响应的初始状态为零，但其最终稳定状态不为零，并且此时的电压 等于电源电压 E。 3.完全响应的初始状态不为零，电容器两端的最终电压等于电源电压 E， 八、思考题：八、思考题： 1系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性是否相同？为什么？ 答：系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性不相同。因为零输入响 应系统的初始储能不为零，其末状态由于电容器完全放电而为零，此时电路处于 稳定状态；对于零状态响应，系统的初始储能为零，有外界输入，当电容器充电 至两端的电压达到最大值时，达到稳定状态，此时系统的储能不为零，故它们的 稳定性不相同。 13 实验五无源与有源滤波器 一、一、实验目的实验目的 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（BEF）等 4 种 滤波器。图 5-1 分别为四种滤波器的实际频率特性的示意图。 图图 5-15-1四种滤波器实际的幅频特性 三、实验设备：三、实验设备： 1信号与系统基本实验板 2双路输出直流稳压电源 3函数发生器 4数字示波器 四、实验步骤：四、实验步骤： 根据实验要求，设计实验电路，本次试验运用实验模版 5无源与有源录波 器的原理图及参数，以下为主要的实验步骤： 1 将设计搭建的实验电路板或基本实验模块电路板 5 接通电源， 用示波器从 总体上先观察各类滤波器的滤波特性。 14 2实验时，在保持滤波器输入正弦波信号幅值（Ui）不变的情况下，逐渐改变 其频率，用示波器，测量滤波器输出端的电压 U0。 3按照以上步骤，分别测试无源、有源 LPF、HPF、BPF、BEF 的幅频特性。 表表 5-2无源和有源低通滤波器幅频特性的数据记录 无 源 频 率 /Hz 10030060080090010002000250030004000 电 压 /V 5.04.84.243.63.22.61.71.20.7 有 源 频 率 /Hz 10030060080090010002000250030004000 电 压 /V 5.04.94.44.23.73.53.02.01.30.6 图图 5-25-2 无源和有源低通滤波器幅频特性曲线 15 表表 5-3 无源和有源高通滤波器幅频特性的数据记录 无 源 频率 /KHz 0.10.511.52345678910 电压/V00.51.21.82.32.52.83.23.64.04.54.74.9 有 源 频率 /KHz 0.10.511.52345678910 电压/V00.61.41.92.52.93.23.43.94.44.94.95.0 图图 5-35-3 无源和有源高通滤波器幅频特性曲线 16 表表 5-4 无源和有源带通滤波器幅频特性的数据记录 无 源 频率 /KHz 0.10.5234610152025303540 电压 /V 00.91.22.12.93.24.74.53.12.21.71.20.9 有 源 频率 /KHz 0.10.5234610152025303540 电压 /V 0.11.21.72.52.93.63.32.92.31.71.41.10.6 图图 5-45-4 无源和有源带通滤波器幅频特性曲线 17 表表 5-5 无源和有源带阻滤波器幅频特性的数据记录 无 源 频率 /KHz 0.10.20.40.60.811.21.7234610 电压/V4.84.44.03.22.21.60.40.71.22.12.73.64.3 有 源 频率 /KHz 0.10.20.40.60.81.01.21.72.034610 电压/V5.04.84.43.93.32.71.90.71.32.52.93.94.5 图图 5-55-5 无源和有源带阻滤波器幅频特性曲线 从以上的数据表格、幅频特性曲线以及相关参数的计算中可以看出，有源滤波 器的滤波效果比无源滤波器的滤波效果好： 前者的幅频特性曲线比后者的陡峭； 每段 18 的线性性也比后者的好， 因为有源滤波器的幅频特性曲线每个分段的曲线斜率近似保 持不变，不像无源滤波器那样变化比较大。 五五、结果分析、结果分析 1示波器所测滤波器的实际幅频特性与计算出的理想幅频特性有何区别？ 答：实际幅频曲线下滑坡度比较大，过渡频率范围比较长，不像理想幅频曲线那 样陡度陡翘，实际电路往往存在一定延时造成这种情况。 2如果要实现LPF、HPF、BPF、BEF 源滤器之间的转换，应如何连接？ 答：通过电路的组合连接，可以实现以上四种滤波电路的转换，由于高通滤波器与 低通滤波器间有着下列的关系： )(1)(jHjH LowHigh ,式中 )(jHHigh 为高通 滤波器的幅频特性， )(jHLow 为低通滤波器的幅频特性。如果已知 )(jHLow ，就可 由上式可求得对应的 )(jHHigh ；反之亦然；如果高通滤波器的下限fH 大于低通滤 波器的上限fL,则将两者串联起来可以组合成带阻滤波器；如果高通滤波器的下限fH 小于低通滤波器的上限fL,则两者串起来可以组合成带通滤波器。 实验六 低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换 一、实验目的一、实验目的 通过本次实验能够进一步理解低通、高通和带通等不同类型滤波器间的转换关 系；能够熟悉低通、高通、带通和带阻滤波器的模拟电路，并掌握其参数的设计原 则。 二、二、实验原理实验原理 1高通滤波器与低通滤波器间 通过电路的组合连接，可以实现低通、高通、带通、带阻四种滤波电路的转换， 由 于 高 通 滤 波 器 与 低 通 滤 波 器 间 有 着 下 列 的 关 系 ： )(1)(jHjH LowHigh ,式中)(jHHigh为高通滤波器的幅频特性， )(jHLow 为低通滤波器的幅频特性。如果已知)(jHLow，就可由上式可求得对应的 19 )(jHHigh；反之亦然。 2带通滤波器的幅频特性)(jHBand与低通、高通滤波器幅频特性间的关系 设 CL 为低通滤波器的带宽频率， CH 为高通滤波器的带宽频率，如果 CHCL ，则由它们可串联构成一个带通滤波器。 1 带阻滤波器的幅频特性 )( jHBlock与低通、高通滤波器幅频特性间的关系 如果低通滤波器的带宽频率 CL 小于高通滤波器的带宽频率 CH ，则由它们可串联 构成一个带阻滤波器。 三、实验设备三、实验设备 1信号与系统基本实验板 2双路输出直流稳压电源 3函数发生器 4数字示波器 四、实验步骤四、实验步骤 本次实验利用实验电路板实现低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换，电路 的原理图如上图。 1实验电路接通电源（有源滤波器电路） 。 2 将函数信号发生器输出的正弦信号接入无源 （或有源） 滤波器的输入端， 调 节该正弦信号频率（由小到大改变）时,用示波器观察其低通滤波器输出幅值的 变化。 3按步骤 1，逐步用示波器或数字万用表观察测量 LPF、HPF、BPF、BEF 输 出幅值的变化。 五、实验结果五、实验结果 1 1记录输出幅值 表表 6-16-1 低通滤波器输出幅值 f/KHZ0.10.711.522.5345681020 U/V4.84.33.93.62.82.21.61.31.10.90.70.50.4 20 表表 6-26-2 带通滤波器输出幅值 f/KHZ0.050.080.10.150.20.30.511.5247 U/V0.81.21.51.82.22.93.34.13.63.22.71.3 表表 6-36-3 低通滤波器输出幅值 f/KHZ0.10.150.20.250.30.40.50.60.70.811.5 U/V4.54.13.83.53.22.82.321.61.31.10.7 表表 6-46-4 高通滤波器输出幅值 f/KHZ0.10.40.60.811.522.55142030100 U/V0.51.41.82.433.23.33.53.844.24.54.8 表表 6-56-5 带阻滤波器输出幅值 f/KHZ0.10.150.20.250.350.40.50.711.21.41.810 U/V4.243.73.22.01.61.42.02.83.23.53.94.1 2 2画出各种滤波器实验的频率特性曲线 利用 MATLAB 软件，根据实验报告的要求，根据实验测量所得数据，绘制各 类滤波器的幅频特性曲线。以输出电压幅值为纵坐标，频率的对数为横坐标。 21 图图 6-16-1 低通滤波器 22 图图 6-26-2 带通滤波器频率特性 23 图图 6-36-3 低通滤波器频率特性 24 图图 6-46-4 高通滤波器频率特性 25 图图 6-5 TP5 带阻滤波器频率特性 六、实结果分析与讨论六、实结果分析与讨论 1.由 LPF、HPF 连接带通、带阻滤波器有何条件？ 答：设 CL 为低通滤波器的带宽频率， CH 为高通滤波器的带宽频率，如 果 CHCL ，则由它们可串联构成一个带通滤波器。如果低通滤波器的 带宽频率 CL 小于高通滤波器的带宽频率 CH ， 则由它们可串联构成一个带 阻滤波器。 （参照信号与系统基本实验实验六） 2.有源滤波器与无源滤波器的频率特性有何不同？ 答：较无源滤波器，有源滤波器的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电 阻小，波形更加稳定，具有一定的电压放大和缓冲作用。 26 实验七 信号的采样与恢复实验 一、一、实验目的实验目的 了解信号的采样方法与过程及信号的恢复。通过实验验证采样定理，并掌握采 样周期的基本设计原则。在前面实验的基础上，掌握根据实验原理框图设计实验方 案、自行搭建实验电路、自行设计电路参数的方法。 二、实验原理二、实验原理 三、实验设备三、实验设备 1信号与系统基本实验板 )(tr )(* tr )()( 0 k kTttS (a) (b) (c) 图图 7-1 采样过程 (a)采样开关可等效成脉冲调制器 (b)被采样的连续时间信号(c)采样信号 图图 7-2信号的采样与恢复原理框图 27 2双路输出直流稳压电源 3函数发生器 4数字示波器 5交流数字电压表 四、实验步骤四、实验步骤 1.利用函数发生器，输入频率为 100Hz 左右的正弦信号（或其它形状波形的 信号作为被采样信号） 给信号采样与恢复实验电路的输入端， 观察采样输出 信号以及通过低通滤波器后的恢复信号。 2.改变被采样输入信号的频率， 再观察采样输出信号以及通过低通滤波器后的 恢复信号。 3.改换被采样输入信号为其它波形（三角波等） ，再重复以上实验。 五、五、实验结果实验结果 (a) 图图 7-37-3 正弦波频率 100HZ 采样波形 28 图图 7-47-4 正弦波频率 100HZ 恢复波形 图图 7-57-5 正弦波频率 500HZ 采样波形 29 图图 7-67-6 正弦波频率 500HZ 恢复波形 图图 7-77-7 正弦波频率 800HZ 采样波形 图图 7-87-8 正弦波频率 800HZ 恢复波形 （b） 30 图图 7-97-9 三角波波频率 100HZ 采样波形 图图 7-107-10 三角波波频率 100HZ 恢复波形 图图 7-117-11 三角波波频率 500HZ 采样波形 图图 7-127-12 三角波波频率 500HZ 恢复波形 31 （c）分析实验结果，并作出评述。 在实验中所选用s 2m、s = 2m、s 2m 三种采样频率情况下 对连续信号分别进行采样，无论是正弦信号还是三角波信号，从波形中都可以 看出，在s 2m 以及s = 2m 时，采样后的信号均可以较好的恢复， 而当s 2m 时，采样后的信号均不可以较好的恢复，从而验证采样定理。 实验结果比较准确，不过还是因为实验仪器等原因，造成不同程度的误差，但 在允许的范围之内。 实验八：调制与解调实验 一、实验目的一、实验目的 了解幅值调制和解调的原理。 观察调制和解调后的波形。 在前面实验的基础上， 进一步掌握根据实验任务和要求、实验原理方框图来设计实验方案、实验电路的方 法。掌握集成模拟乘法器或其他集成芯片在实现电路方案时的各种应用。 二、实验原理二、实验原理 正弦幅度调制与解调正弦幅度调制与解调 三、实验设备三、实验设备 1信号与系统基础实验模块 2双路输出直流稳压电源 图图 8 8-1-1 正弦波幅度调制与解调 32 3函数发生器 4数字示波器 四、实验步骤四、实验步骤 1方案实现中的若干工作： 采用实验电路板输出的低频正弦作为被调制信号，另外通过函数发生器产生高 频正弦信号，供调制和解调两部分用。这两个正弦信号应幅值相等，初相位相等， 频率成比例。 本实验中可先实验电路板输出的正弦信号频率约为 500Hz、幅度为 500mV， 作为调制信号。函数发生器产生的正弦信号约为 20KHz、500mV，作为二路载波 信号。注意将两种信号源的地应接在一起。 2接通实验电源，用示波器观察“调制信号输出”（调制信号输出先不要连接解 调部分） ，调节电位器 RP1 观察调幅器输出波形。 3 将“调幅信号输出”接到解调电路中的“调幅信号输入”上， 将载波接到“载波信 号输入”上，将解调信号输出接到“LPF（低通滤波器）输入”上。用双踪示波器分 别观察被调制信号（原信号）和“LPF 输出”信号（调制解调后的信号）并且记录波 形，如果两个波形相差较大时，调节 RP1 和 RP2 至两个波形近似。 五、实验结果五、实验结果 1记录被调制信号、载波信号、调制信号和解调信号的波形。 图图 8-28-2 条幅输出 33 图图 8-38-3 滤波输出 图图 8-48-4 解调输出 2解释幅度调制的原理。 调制是将要传送的信息装载到某一高频(载波)信号上去的过程.幅度调制是 用调制信号去控制载波的振幅,使其随调制信号线性变化,而保持载波的频率不 变。 六、实验结果分析六、实验结果分析 1已调制信号的幅度 Y(t)与解调信号 X(t)的幅度是否相同？ 答：不相同，信号在调制过程中有衰减，所以 X(t)的幅度小于 Y(t)。 34 实验九 创新实验 基于线性时不变系统的传递函数的探究和 MATLAB 系统分析模型 一、实验目的 1对于传递函数未知的复杂或未知系统，用实验值去预测位置信号的输出波形。 2 用 MATLAB 做出相应的图形，分析理论值与实际值之间的误差。 二 实验原理 复杂系统的传递函数的探究 对于不可计算传递函数的复杂电路系统 ，如图 9-1 图 9-1 三 实验步骤 （1）对于如图电路， 测出特定频率下的输入 i V输出 o V， 相位差得到一组数据列表。 （2）再输入三角波信号，得到一组实验数据。 （3）对三角波进行傅里叶变换， 得到不同频率下的信号分量所占比， 得到理论输出 值，用 MATLAB 画出理论图与实验值进行比较。 （4）利用 MATLAB 进行仿真，在实验的过程中，始终将要利用到 MATLAB 进行 实验的绘图与分析，建立相应的模型，画出复杂系统的传递函数的相频响应与幅频 35 响应，可得到相应传递函数的性质。 （5）实验可行性分析设计的电路不是太复杂， 可以实现。 由于原来在做信号与系统 课程设计的时候使用过 MATLAB,对其有一定的了解，此实验具有一定的创新性。 四实验设备 面包板 导线 稳压电源 信号发生器 五 实验过程 实验时 ， 由示波器测得输入和输出的信号的峰峰值， 然后利用示波器的双踪示 波功能在屏幕上测量输入信号的时间差，利用公式 得到输出信号的相移，列出表格如下： 频率 （HZ） 输入 （MV） 输出 （V） 相位差 (角度 制) 5008007.60 10008007.2821.6 15008007.0426 200080046.8 25008006.5827 30008006.1633.75 35008005.7648 40008005.4455.3 45008005.1265.5 50008004.5672 55008004.1680 60008004.0485 65008003.4481 70008003.286.4 75008002.8892.5 80008002.5699.7 85008002.4104.5 90008002.24102.8 95008001.96108 100008001.76110 表表 9-19-1 36 图图 9-29-2500HZ 输入输出 图图 9-39-31000HZ 输入输出 37 图图 9-49-41500HZ 输入输出 图图 9-59-52000HZ 输入输出 图图 9-69-62500HZ 输入输出 38 图图 9-79-73000HZ 输入输出 图图 9-89-83500HZ 输入输出 图图 9-99-94000HZ 输入输出 39 图图 9-109-104500HZ 输入输出 图图 9-119-115000HZ 输入输出 图图 9-129-125500HZ 输入输出 40 图图 9-139-136000HZ 输入输出 图图 9-149-146500HZ 输入输出 图图 9-159-157000HZ 输入输出 41 图图 9-169-167500HZ 输入输出 图图 9-179-178000HZ 输入输出 42 图图 9-189-188500HZ 输入输出 图图 9-199-199000HZ 输入输出 图图 9-209-209500HZ 输入输出 43 图图 9-219-2110000HZ 输入输出 六、实验结果分析六、实验结果分析 我们测出了一组输入不同频率时的响应，利用这组数据来描述该放大电 路。现在对不同的输入信号进行分析如下： 1 、当输入为 500hz 的三角波时，三角波的傅里叶展开式为： u(t)=)5sin( 25 1 )3sin( 9 1 )sin( 8 2 wtwtwt U 因此对于 500hz 三角波可以看成是输入频率分别为 500hz， 1500hz， 2500hz 的不同频率的叠加，利用卷积性质，对于每一个频率分量进行处理（由于高次谐波 分量很小， 故可以在分析时省掉） 。 查测出的表 9-1， 对于不同的分量并结合公式 （a） 得到的理论输出信号 u(t)为 u(t)=2.48sin(628t+2.5133)-0.11112.56sin(1884t+2.8903)+0.042.32 sin(3140t+2.9531) 利用 matlab 画出 u(t)的图像如 9-22 所示： 图图 9-229-22MATLAB 画出的 500HZ 三角波输入的输出理论值 实际测得的输出函数图象为图 9-23，下面的图像为输入波形，上面的为输出波形： 44 图图 9-239-23500HZ 三角波实际的输入输出波形 2、当输入为 2000hz 的三角波时，三角波的傅里叶展开式为： 因此对于 2000hz 三角波可以看成是输入频率分别为 2000hz，6000hz， 10000hz的不同频率的叠加，利用卷积性质，对于每一个频率分量进行处理（由 于高次谐波分量很小，故可以在分析时省掉） 。查测出的表 F1，对于不同的分量并 结合公式（a）得到的理论输出信号 u(t)为 u(t)=2.48sin(628t+2.5133)-0.