波形的合成和分解实验指导书1

1、 工程测试实验指导书 深圳市德普施科技有限公司 x (t = (sin 0t +0t +0t + 1=n 1 n sin n0t 1 n t 实验八 波形的合成和分解一 .二 .实验目的1. 加深了解信号分析手段之一的傅立叶变换的基本思想和物理意义。2. 观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。 3. 观察和分析频率、幅值相同,相位角不同的正弦波叠加的合成波形。 4. 通过本实验熟悉信号的合成、分解原理,了解信号频谱的含义。实验原理按富立叶分析的原理,任何周期信号都可以用一组三角函数 sin( 2 nf 0t , cos(2 nf 0t 的 组合表示:x(t=a 0/

2、2+ a1*sin(2f0t +b1*cos(2f0t + a2*sin(4f0t +b2*cos(4f0t +.也就是说,我们可以用一组正弦波和余弦波来合成任意形状的周期信号。例如对于典型的方波,其时域表达式为: A ( T / 2 t 0 A (0 t T / 2根据傅立叶变换,其三角函数展开式为:(1(2X (t =4 A 1 1 3 5 = 4 A 4 An =1n = 1,3,5,7,9,(3由此可见,周期方波是由一系列频率成分成谐波关系,幅值成一定比例,相位角为 0 的正 弦波叠加合成的。图 1 方波信号的波形、幅值谱和相位谱那么,我们在实验过程中就可以通过设计一组奇次正弦波来完成

3、方波信号的合成,同理,对 三角波、锯齿波等周期信号也可以用一组正弦波和余弦波信号来合成。 三 .四 . 实验内容用前 5 项谐波近似合成一个频率为 100Hz 、幅值为 600 的方波。实验仪器和设备1. 计算机2. DRVI 快速可重组虚拟仪器平台 3. 打印机1 台 1 套 1 台五 .实验步骤1. 运行 DRVI 主程序,点击 DRVI 快捷工具条上的 联机注册 图标,选择其中的“ DRVI采集仪主卡检测”或“网络在线注册”进行软件注册。2. 在 DRVI 软件平台的地址信息栏中输入 W EB 版实验指导书的地址,如“ http:/服务器 IP地址 /GccsLAB/index.htm”

4、,在实验目录中选择“波形合成与分解实验”,建立实验环境。图 5 波形合成与分解实验环境下面是该实验的装配图和信号流图,图中的线上的数字为连接软件芯片的软件总线数据线 号, 6015、 6029、 6040、 6043 为定义的四片脚本芯片的名字。图 6 波形合成与分解实验装配图3. 按公式迭加正弦波信号,观察合成信号波形的变化。4. 对实验进行扩展,增加幅值谱分析功能,观察波形变化过程中的信号频谱变化。 图 7 扩展频谱功能的波形合成与分解实验六 .七 .实验报告要求1. 简述实验目的和原理,画出扩展频谱功能后的虚拟仪器装配图。2. 拷贝实验系统运行界面,插入到 Word 格式的实验报告中,并

5、附上所设计的虚拟仪器脚本文件,用 W inzip 压缩后通过 Email 上交实验报告。趣味实验1. 用 DRVI 上的两个信号发生器芯片合成双音频信号,设计一个电话上采用的双音频DTMF (Dual Tone Multi-Frequency信令模拟实验系统,将电话号码转换为 DTMF 信令, 然后从声卡送出。代表数字的音频信号持续 45ms ,信号间为 55ms 的静音。请设计实验,将输入的电话号码,例如转换为 DTMF 信令。图 8 双音频 DTMF 信令模拟实验系统参考图2. 应用波形合成的方法,用多个信号发生器芯片产生不同频率和幅值大小的正弦波信号,合成手机四和弦铃声