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实验四 系统传递函数的测试方法一、实验目的1、研究分析电子系统受随机信号激励后的响应及测量方法。2、了解随机信号的特性，包括均值、均方值、方差、相关函数、概率密度、频谱及功率谱密度等。3、熟悉常用的信号处理仿真软件平台：matlab或c/c+语言。二、实验仪器1、256M以上内存微计算机。2、20M双踪示波器、信号源。3、自选matlab6以上版本或c/c+语言环境。三、实验步骤1、根据选题的内容和要求查阅相关的文献资料，设计具体的实现程序流程。2、用matlab、c仿真。3、按设计指标测试电路。分析实验结果与理论设计的误差，根据随机信号的特征，分析误差信号对信号和系统的影响。四、实验内容1、实验原理利用互相关算法可以求取线性时不变系统的冲击响应。通过被测系统后的理想高斯白噪声信号与理想高斯白噪声进行互相关运算，产生相应的输出通过一个低通滤波器，获得线性系统单位冲激响应h(t)。其原理框图如图4-1所示： 图4-1 利用互相关测量线性系统单位冲击响应2、实验任务与要求(1) 实验要求掌握白噪声的特性，以及探讨这种测试方法的意义，重点在于系统测试与分析。电路原理如图4-1所示。输入信号：高斯白噪声时域、频域图如图4-2所示： 图4-2 高斯白噪声的时域、频域图要求测试白噪声的均值、均方值、方差，自相关函数、概率密度、频谱及功率谱密度并绘图。分析实验结果，搞清楚均值、均方值、方差，自相关函数、频谱及功率谱密度的物理意义。例：均值除了表示信号的平均值，它还表示信号中有了什么成分。相关函数当=0时为什么会有一个冲击，表示什么，它又等于什么。信号的时域波形有哪些特征，频域又有哪些特征。频谱及功率谱密度有什么差异，什么噪声是白噪声，这个噪声符合白噪声的定义吗等等。(2) 被测系统： 被测系统是一个低通滤波器。低通滤波器的通带为0KHz-1KHz、通带衰减小于1db、阻带衰减大于35db。 被测系统是一个带通滤波器。带通滤波器的通带为1KHz-2KHz、通带衰减小于1db、阻带衰减大于35db。 被测系统是一个微分器。 如果被测系统是低通滤波器，它的冲击响应h()为撒函数。实验结果y(t)应该为图4-3所示：图4-3 y(t)的输出同理，如果被测系统是带通滤波器，y(t)输出是它的冲击响应h()，如图4-4所示：图4-4 y(t)的输出(4) 要求：绘制低通滤波器、带通滤波器、微分器的频谱特性、冲激响应。计算x(t)、a(t)、y(t)信号的均值、均方值、方差、相关函数、概率密度、频谱及功率谱密度等。(5) 按要求写实验报告。五 、实验报告的要求简述主要实验
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