电工电子实验(二)第7周

电工电子实验（二）信号与系统分析实验名称：期信号的Fourier分析和 LTI系统的Laplace分析周期信号的Fourier分析一实验目的：1了解和掌握周期信号频谱分析的基本概念。2掌握用Multisim 2001软件用于频谱分析的基本方法。3加深理解周期信号时域参数变化对其谐波分量的影响及变化趋势。二技术指标：（无）三实验电路：1电原理图：实验电路2测试用仪表：装有Multisim 2001软件的微机一台3测试数据：波形占空比f0kHz10kHz20kHz30kHz40kHz50kHz60kHz70kHz80kHz90kHz100kHz矩形波10%-4.02341.92271.83301.68921.49911.27321.02350.76320.50560.26320.04695矩形波30%-2.0235012293.04060.69900.89711.27070.65900.23640.73880.59540.04593矩形波50%06.365702.120601.270700.906000.70290正弦波50%05000000000三角波50%04.053100.450500.162300.0829100.050240三角波70%03.90351.14730.16570.17730.19310.078850.030470.071820.048290三角波90%03.47891.65441.01210.66930.45050.29760.1860.10350.042990n=0123456789104Fourier分析频谱图：矩形波(占空比10%，频率10kHz，幅度5V，直流偏置0V)矩形波(占空比30%，频率10kHz，幅度5V，直流偏置0V)矩形波(占空比50%，频率10kHz，幅度5V，直流偏置0V)正弦波(占空比50%，频率10kHz，幅度5V，直流偏置0V)三角波(占空比50%，频率10kHz，幅度5V，直流偏置0V)三角波(占空比70%，频率10kHz，幅度5V，直流偏置0V)三角波(占空比90%，频率10kHz，幅度5V，直流偏置0V)四思考题：1、非正弦周期信号的谱线是离散的，其角频率间隔为基频的数值大小，且只存在于基频的整数倍上。2、大多数周期信号的幅度谱包含若干条谱线，但其主要能量集中在谱线幅度包络线的第1个零点以内，这段包络线称为主峰，其频率范围称为有效频带宽度。3、矩形周期信号的直流、基波和各谐波分量的幅度与矩形脉冲幅度成正比。4、在有效频带宽度内，矩形周期信号的谐波幅度按抽样函数规律收敛，三角形周期信号的谐波幅度按抽样函数的平方规律收敛。5、矩形周期信号的幅度和周期保持不变，随着占空比的增加(即脉宽加大)，主峰高度越高，主峰宽度越窄，各有效谱线间隔越稀疏，主峰内包含的谱线数量越少，有效频带宽度越窄，主峰内高次谐波分量越少。6、理想的正弦波只有基频分量，而无谐波分量，如果能测出谐波分量，说明该正弦波已有失真。LTI系统的模拟一实验目的：1学习如何根据给定的连续系统的传输函数，用基本运算单元组成模拟装置。2掌握用Multisim 2001软件用于系统模拟的基本方法。二技术指标：（无）三实验电路：1电原理图：RC低通传输特性测试电路 二阶带通传输特性测试电路四传输函数：Laplace变换后：RC低通电路传输函数：二阶带通电路传输函数：三系统模拟框图：RC低通电路系统模拟框图 二阶带通电路系统模拟框图四测试数据：1RC低通电路：f (Hz)159.65100200500直接测量电压比10.7070.5040.200.077相位-4.5-50.3-71.02-97.5-133.3系统模拟电压比10.7070.4920.260.077相位-0.012-50.3-72.2-98.7-133.32二阶带通电路：f (kHz)16.4466.7477.0210直接测量电压比0.0130.70810.7070.103相位89.645.967.18-42.5-84.0系统模拟电压比0.0130.7070.9970.707