信号与线性系统实验报告

1、中南大学信号与线性系统实验报告学生姓名 学生学号 学 院 信息科学与工程学院 专业班级 电子信息工程1301 完成时间 2014.12.26 目录1 实验一.12 实验二.53 实验三.94 实验四.13信号与系统实验报告实验室名称：实验日期：2014年12 月8 日学 院信息科学与工程学院专业、班级姓 名实验名称NI ELVIS/SIGEx 套件的使用方法指 导教 师张金焕教师评语教师签名： 年 月 日实验目的：1. 熟悉脉冲发生器（数字输出）并学会使用2. 熟悉信号发生器并学会使用实验内容：1.使用脉冲发生器产生周期序列信号2.使用信号发生器产生各种方波、正弦波和三角形波实验器材：1.装有

2、LabVIEW8.5（或更高版本）的计算机，还需装有数字滤波器设计工具包。2.NI ELVIS II或者II+以及配套的USB数据线3.EMONA SIGEx 信号与系统扩展板4.各种各样的连接导线5.两根带BNC接头的2mm导线实验原理：1.脉冲发生器可以产生周期序列信号2.信号发生器可以产生各种方波、正弦波和三角形波实验步骤：设置NI ELVIS/SIGEx 套件1.关闭NI ELVIS单元及原型开发板上的开关。2.将SIGEx板卡插入到NI ELVIS单元中。注意：这步可能已经为你做好了。3.使用USB数据线连接NI ELVIS和计算机。4.打开计算机（假如还未开机）进入Win7系统并等

3、待其完全启动（这样计算机才会准备好连接外部的USB设备）。5.打开NI ELVIS单元，但不要打开原型开发板的开关。观察USB指示灯是否变亮（在ELVIS单元的右上角）。如果扬声器可用，那么计算机将发出声音以提示已经检测到ELVIS单元。6.打开NI ELVIS原型开发板开关，给SIGEx板卡上电。检查所有的三个指示灯是否点亮，如未点亮，请向指导老师寻求帮助。7.打开SIGEx Main VI。8. 现在，你可以使用NI ELVIS/SIGEx套件了。注意：当完成实验，停止SIGEx VI时，建议选择 SIGEx 软件前面板上的停止按钮而不使用LabVIEW窗口上的停止按钮。这样停止程序能够保

4、证系统秩序地关闭已经打开的一系列DAQmx通道。实验过程原始记录（数据、图表、波形等）：实验结果及分析：1. 如图一，使用脉冲发生器（数字输出）产生了周期序列信号。2. 如图二、图三和图四，使用信号发生器产生了方波、三角形波和正弦波。3. 成功生成了各类图像，熟悉了NI ELVIS/SIGEx 套件的基本使用。信号与系统实验报告实验室名称： 实验日期：2014 年12 月 8 日学 院信息科学与工程学院专业、班级姓 名实验名称线性与非线性系统指 导教 师张金焕教师评语教师签名： 年 月 日实验目的：1. .理解正弦波在线性系统中的特殊作用2. 线性测试的知识和实验实验内容：1. 使用乘法器进行

5、乘法运算2. 进行可加性测试实验器材：1. PC机，安装有LabVIEW 2009（或更高版本）和Digital Filter Design工具包匹配的NI ELVIS 2或2+和USB电缆2. EMONA SIGEx信号及系统扩充板3. 分类跳接电缆4. 两根BNC-2mm引线实验原理：1. FUNC OUT端子产生的信号输出并联作为乘法器的输入，进行同质性测试，观察乘法器是否满足线性定标测试2. 利用加法器进行可加性的测试实验步骤：设置NI ELVIS/SIGEx1.关闭NI ELVIS及其模型板开关。2.将SIGEx板插入到NI ELVIS中。备注：你可能已经完成了此操作。3.使用USB

6、电缆将NI ELVIS与PC机相连。4.打开PC机（如果尚未打开），进入Win7系统并等待PC机完全启动（从而PC机准备好连接外部USB设备）。5.打开NI ELVIS，但是不要打开模型板开关。你应该会看到USB灯点亮（ELVIS的右上角）。如果已经打开了音箱，那么PC机可能会发出提示音，提示ELVIS已经检测到。6.打开NI ELVIS模型板开关，将SIGEx板通电。确认所有三个电源LED均已点亮。否则，联系老师请求帮助。7.启动SIGEx Main VI。8.当要求你选择设备编号时，输入所用NI ELVIS的对应编号。9.现在，你已经准备好操作NI ELVIS/SIGEx束。10.选择SI

7、GEx SFP上的EXPT 4选项卡。备注：在完成实验之后需要停止SIGEx VI时，建议按下SIGEx SFP上的STOP按钮，而非LabVIEW窗口顶部的STOP按钮。这样，程序能够有序地关闭，并关闭已经打开的各个DAQmx通道。实验过程原始记录（数据、图表、波形等）：输入幅值(Vpp)乘法器幅值(Vpp)0.50.150.750.3251 0.571.25 0.8751.5 1.251.75 1.72 2.252.25 2.852.5 3.52.75 4.23 5实验结果及分析：1. 由以上的表格可以看出输入幅值和乘法器幅值呈现线性关系，所以乘法器满足线性定标测试。2. 以上第一幅图为系

8、统S(x1+x2)的图像，可以确认信号符合预期。第二、三和四幅图则表明这两个测试输入符合线性条件，改变一个系统的增益，并观察结果，两个测试输入仍然符合线性条件。信号与系统实验报告实验室名称：实验日期：2014 年 12月17 日学 院信息科学与工程学院专业、班级姓 名实验名称傅里叶级数分析指 导教 师张金焕教师评语教师签名： 年 月 日实验目的：分析一个方波实验内容：使用我们的手动式扫频信号分析仪来研究一个方波中存在哪些谐波。实验器材：1.装有LabVIEW8.5（或更高版本）的计算机，还需装有数字滤波器设计工具包。2.NI ELVIS I、 II或者II+以及USB数据线3.EMONA SI

9、GEx 信号与系统扩展板4.各种各样的连接导线5.两根带BNC接头的2mm导线实验原理：利用函数发生器生成一个方波，然后将该方波与某个频率的正弦波相乘，得到的结果通过低通滤波器。此时相当于一个积分结果，最后的结果为一个基波，在示波器上显示为一条直线，其值与傅里叶变换的系数有关。从而通过各次正弦波前面系数比例，确认傅里叶变换系数。实验步骤：1.关闭NI ELVIS单元及原型开发板上的开关。2.将SIGEx板卡插入到NI ELVIS单元中。3.使用USB数据线连接NI ELVIS和计算机。4.打开计算机（假如还未开机）并等待其完全启动（这样计算机才会准备好连接外部的USB设备）。5.打开NI EL

10、VIS单元，但不要打开原型开发板的开关。观察USB指示灯是否变亮（在ELVIS单元的右上角）。如果扬声器可用，那么计算机将发出声音以提示已经检测到ELVIS单元。6.打开NI ELVIS原型开发板开关，给SIGEx板卡上电。检查所有的三个指示灯是否点亮，如未点亮，请向指导老师寻求帮助。7.打开SIGEx Main VI。8.当提示输入设备号时，请输入你所使用的NI ELVIS设备相应的设备号。9.现在，你可以使用NI ELVIS/SIGEx套件了。10.选择SIGEx软件前面板的实验八选项卡。11.设置如下：函数信号发生器：频率设为1000Hz，幅值设为2Vpp，选择正弦波脉冲发生器：频率设为

11、1000Hz，占空比设为50%示波器：扫描时基2ms/div；CH1上升沿触发；触发电平0V12.改变函数信号发生器的频率，从1000Hz到7000Hz，每次改变1000Hz。记录直流输出的最大值，填入下面的表格。实验过程原始记录（数据、图表、波形等）：实验结果及分析：1. 从以上三幅图可以看出a10.98，a20.31，a30.182. a1:a2:a3=0.98:0.31:0.18，理论值为1:1/3:1/5，在误差允许的范围内，它的理论值和实验值比较接近。信号与系统实验报告实验室名称：实验日期：2014 年 12月17 日学 院信息科学与工程学院专业、班级姓 名实验名称采样和混叠指 导教

12、 师张金焕教师评语教师签名： 年 月 日实验目的：1. 直观地观察采样信号的频谱，以及混叠。2. 藉此对最小采样率的采样定理有直观的理解。实验内容：对选定的测试样本进行采样操作设置，并在时域中进行观察。然后，研究相反过程，恢复模拟信号，并观察各种采样率的效果。实验器材：1. PC机，安装有LabVIEW 2009（或更高版本）和Digital Filter Design工具包2. 匹配的NI ELVIS 2或2+和USB电缆3. EMONA SIGEx信号及系统扩充板4. 分类跳接电缆5. 两根BNC-2mm引线实验原理：1.在本实验中，我们只关注采样过程。很明显，采样率的选择是最重要的问题：

13、太慢意味着样本间距过大，从而一些细节丢失。但如果采样间距过小，又会导致资源浪费，例如存储器和处理时间。需要适当地平衡这些考虑事项。2.从一些典型信号的采样开始，然后观察来自不同速率样本序列的连续时间信号的恢复。由此，发现最小采样率与带宽之间的关联。实验步骤：11.关闭NI ELVIS及其模型板开关。12.将SIGEx板插入到NI ELVIS中。13.使用USB电缆将NI ELVIS与PC机相连。14.打开PC机（如果尚未打开），并等待PC机完全启动（从而PC机准备好连接外部USB设备）。15.打开NI ELVIS，但是不要打开模型板开关。你应该会看到USB灯点亮（ELVIS的右上角）。如果已经打开了音箱，那么PC机可能会发出提示音，提示ELVIS已经检测到。16.打开NI ELVIS模型板开关，将SIGEx板通电。确认所有三个电源LED均已点亮。否则，联系老师请求帮助。17.启动SIGEx Main VI。18.当要求你选择设备编号时，输入所用NI ELVIS的对应编号。19.现在，你已经准备好操作NI ELVIS/SIGEx束。20.选择SIGEx SFP上的EXPT 12选项卡。11.设置如下：函数发生器：选择方波；频率 = 1000Hz；1Vpp，偏移0.50V，占空比 = 50%示波器：时基20ms；CH0上升沿触发；触发电平 = 0V模拟输出（DAC-1）：4Vpp正弦