信号与系统试验2

1、惠州学院实验报告课程名称 信号与系统 班 级 11电科1班 日期 2013-12-14 实验名称 无失真传输系统（实验2） 组员 陈华略、孙石兵、张茂城 学号 110706104、110706122、110706138 一、实验目的1、了解无失真传输的概念。 2、了解无失真传输的条件。二、实验内容1、观察信号在失真系统中的波形。2、观察信号在无失真系统中的波形。三、实验仪器1、信号与系统实验箱一台（主板）；2、系统复域与频域的分析模块一块。 3、20M双踪示波器一台。四、实验原理1、一般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。线性系统引起的信号失真有两方面因素造成，

2、一是系统对信号中各频率分量幅度产生不同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。另一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。 线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。而对于非线性系统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真，非线性失真可能产生新的频率分量。 所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。设激励信号为，响应信号为，无失真传输的条件是 （41）式中是一常数，为滞后时间。满足此条件时，波形是波形经时间的滞后，虽然，幅度方面有系数倍的变化，但波形形状

3、不变。2、对实现无失真传输，对系统函数应提出怎样的要求？ 设与的傅立叶变换式分别为。借助傅立叶变换的延时定理，从式41可以写出 （42）此外还有 （43）所以，为满足无失真传输应有 （44）（44）就是对于系统的频率响应特性提出的无失真传输条件。欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统频率响应的幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。 K OO图2-4-1 无失真传输系统的幅度和相位特性3、本实验箱设计的电路图：（采用示波器的衰减电路）图2-4-2 示波器衰减电路 计算如下： （45） 如果 则 是常数， （46） 式（46）满足无失真传输条件。五、实验步

4、骤1、把系统复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、打开函数信号发生器的电源开关，使其输出一方波信号，频率为1，峰峰值为，将其接入到此实验模块的输入端，用示波器的两个探头观察，一个接入到输入端，一个接入到输出端，以输入信号作输出同步进行观察。 3、观察信号是否失真，即信号的形状是否发生了变化，如果发生了变化，可以调节电位器“失真调节”，可调节到输出与输入信号的形状一致，只是信号的幅度发生了变化（一般变为原来的两倍）。4、改变信号源，采用的信号源可以从函数信号发生器引入，也可以从常用信号分类与观察引

5、入各种信号，重复上述的操作，观察信号的失真和非失真的情况。六、实验报告1、绘制各种输入信号失真条件下的输入输出信号（至少三种）。 2、绘制各种输入信号无失真条件下的输入输出信号（至少三种）。 七、实验思考题比较无失真系统与理想低通滤波器的幅频特性和相频特性。 答: 所谓无失真传输是指传输系统的响应与激励相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。大小的不同意味着响应波形与激励波形各点的瞬时值可以相差一比例常数K；波形出现时间的不同意味着对激励进行的时移运算。若设激励为xf(x)，响应为y(t)，无失真传输的时域条件为y(t)=Kx(t-t0) （5.7-1）式中的t0为滞后时间。 显然，响应是激励的精确再现，因为响应波形与激励波形一样，只不过响应信号的幅度是原信号的倍，并延迟了时间，如图5.7-1所示。5.7-1 系统的无失真传输无失真传输也可在频域讨论，对式（5.7-1）进行傅里叶变换，由时移特性可得式（5.7-2）即为实现无失真传输系统函数应该满足的频域条件。这一条件表明，系统函数的幅频特性在全频率范围内保持为与频率无关的常数，而相频特性则是一条通过原点并具有斜率为t0的直线，即|H(w)|=K 幅频特性与相频特性如图5.7-2所示。图5.7-2 系统无失真传输的频域特性由于|H（w）|为一常数，