实验二 连续系统频域分析（硬件实验）

PAM_OUT1取样信号J3+12V12R11180U2AR123.3kNE5532输入信号S_IN1J112R1180J212R1520k6R1420kU2BS_OUTR35.1kU1A12312R1051k恢复信号1J412C7100nF7R161808R134.7k5C5NE553233nF1804R213取样脉冲序列HEF4066PC6SQU_IN-12VR45.1k133nF 图2-7 信号取样与恢复电路原理图 图2-8 信号取样与恢复电路各测试点典型信号波形

三、实验器材

1． 信号与系统实验箱 一台 2． 信号系统实验平台

3． 信号的分解与合成模块（DYT3000-69） 一块 4． 信号的取样与恢复模块（DYT3000-68） 一块 5． 同步信号源模块（DYT3000-57）（选用） 6． 20MHz双踪示波器 一台 7． 连接线 若干

四、实验步骤

1、信号的分解与合成

本部分实验使用信号源单元和信号的分解与合成模块。

1） 熟悉信号的分解与合成的工作原理。接好电源线，将信号的分解与合成模块插入信号系统实验

平台插槽中，打开实验箱电源开关，通电检查模块灯亮，实验箱开始正常工作。 2） 方波信号的分解与合成

① 将信号源单元产生VPP＝3~5V，f0＝1kHz，占空比约为50%的方波信号送入信号的分解输入

点SQU1K_IN。

② 用示波器分别观察一次谐波信号输出点BaseHarmOUT、二次谐波信号输出点SecHarmOUT、

三次谐波信号输出点ThrHarmOUT、四次谐波信号输出点FouHarmOUT和五次谐波信号输出点FifHarmOUT的波形，观察各次谐波之间的幅度对应关系是否满足傅利叶级数的理论分析，并将各次谐波信号送入频率计单元，测出各次谐波的频率并记录之。

f (t) t ③

图2-10 基波与三次和五次谐波叠加后的波形（理论波形）

将方波分解所得到的基波、三次谐波和五次谐波分量分别送入加法器信号输入端Harm1、Harm2和Harm3进行合成，用示波器观察加法器SQU_OUT的输出波形并记录，所得合成波形是否与图2-10所示理论合成波形相同，若有差异，请说明原因。

3） 改变“波形选择”跳线引脚组合，使信号源单元产生VPP＝3V、f0＝1KHz的三角波，重复上述

实验步骤，观察三角波信号的各次谐波波形与合成波形，记录所得的各谐波波形及各谐波的频率。

2、信号的取样与恢复

本部分实验使用同步信号源模块和信号取样与恢复模块

1） 熟悉信号取样与恢复电路的工作原理。接好电源线，将信号的取样与恢复模块和同步信号源

模块插入信号系统实验平台插槽中，打开实验箱电源开关，通电检查模块灯亮，实验箱开始正常工作。

2） 调节同步信号源模块，从1K Sin OUT端输出峰值为5V左右（调节1K Sin Gain旋钮可改变

其幅度）、频率为1kHz的正弦波，接入信号取样与恢复模块的S_IN端，作为待取样的输入信号；同时，从同步信号源模块的PULSE1 OUT或者PULSE2 OUT端输出频率为8kHz（通过对应的跳线选择）、占空比约为50%（通过调节相应的占空比旋钮）的方波，接入信号取样与恢复模块的SQU_IN端，作为取样脉冲序列。用示波器分别观察取样信号输出点PAM_OUT和恢复后的信号输出点S_OUT的波形并将实验波形和数据记录下来。 3） 改用多种不同的取样脉冲序列频率（如采用2kHz、16kHz、32kHz等等），重复实验步骤2，

比较在不同的取样频率下取样信号与恢复信号波形之间的差异并进行定性分析。 4） 维持S_IN端的输入信号不变，在特定取样脉冲频率（频率自定）条件下，采用不同占空比（如

10%、20%、50%、80%等等）的方波作为取样脉冲序列进行取样。重复实验步骤2，比较在不同的占空比条件下取样信号与恢复信号波形之间的差异并进行定性分析。 5） 调节同步信号源模块，从1K Tri OUT端输出峰值为5V左右（调节1K Tri Gain旋钮可改变其

幅度）、频率为1kHz的三角波，接入信号取样与恢复模块的S_IN端，作为待取样的输入信号，重复上述实验步骤2和3，并将所得到的取样信号与恢复信号的波形与输入信号为正弦波条件下的相应波形进行比较分析。

五、实验数据及结果分析：

1、信号的分解与合成

1）方波信号的分解与合成

Vpp=4V f0＝1kHz，占空比约为50%的方波信号

一次谐波 二次谐波

三次谐波 四次谐波

五次谐波 合成波形

2）VPP＝3V、f0＝1KHz的三角波

一次谐波 二次谐波

三次谐波 四次谐波

五次谐波 合成

结果分析：

1． 分别绘出方波、三角波及其基波和各次谐波的波形、频率和幅度。 答：图见实验数据部分