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2 f 实验 1 PAM 调制与抽样定理实验
一、实验目的
1. 掌握抽样定理原理，了解自然抽样、平顶抽样特性；
2. 理解抽样脉冲脉宽、频率对恢复信号的影响；
3. 理解恢复滤波器幅频特性对恢复信号的影响；
4. 了解混迭效应产生的原因。
二、实验原理
1. 抽样定理简介
抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽 样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。这就是说，若要传输 模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。
图 1-1 信号的抽样与恢复
假设 m (t ) 、δT (t ) 和 m s (t ) 的频谱分别为 M (ω) 、δT (ω) 和 M s (ω) 。按照频率卷积定 理， m (t ) δT (t ) 的傅立叶变换是 M (ω) 和δT (
ω) 的卷积： M (ω) =
1
[M (ω) *δ (ω
)] = 1
∑ M (ω- n ω)
s
2π
T n =-∞
该式表明，已抽样信号m s (t ) 的频谱 M s (ω) 是无穷多个间隔为ωs 的 M (ω) 相迭加而成。
需要注意，若抽样间隔 T 变得大于
1
, 则 M (ω) 和δ (ω) 的卷积在相邻的周期内存在 2 f H
T
重叠（亦称混叠），因此不能由 M s (ω) 恢复 M (ω) 。可见，T =
1
是抽样的最大间隔，它被
H
称为奈奎斯特间隔。下图所示是当抽样频率 f s ≥2B 时（不混叠）及当抽样频率 f s ＜2B 时 （混叠）两种情况下冲激抽样信号的频谱。
s
T
ω 0
F (ω)
t
-ωm
m
(a) 连续信号及频谱
0 T s
t
-ωs
1
T S
-ωm
F s (ω)
1
ωm
ωs
1. 高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠）
0 T s
t
2. 低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）
图 1-2 采用不同抽样频率时抽样信号及频谱
2. 抽样定理实现方法
通常，按照基带信号改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调制分为脉幅调制（PAM ）、脉宽调制（PDM ）和脉位调制（PPM ）。虽然这三种信号在时间上都是离散的，但受调参量是连续的，因此也都属于模拟调制。关于 PDM 和 PPM ，国外在上世纪 70 年代研究结果表明其实用性不强，而国内根本就没研究和使用过，所以这里我们就不做介绍。本实 验平台仅介绍脉冲幅度调制，因为它是脉冲编码调制的基础。
抽样定理实验电路框图，如下图所示：
ω
ω
图 1-3 抽样定理实验电路框图
最后强调说明：实际应用的抽样脉冲和信号恢复与理想情况有一定区别。理想抽样的抽样脉冲应该是冲击脉冲序列，在实际应用中，这是不可能实现的。因此一般是用高度有限、 宽度较窄的窄脉冲代替。另外，实际应用中使信号恢复的滤波器不可能是理想的。当滤波器特性不是理想低通时，抽样频率不能就等于被抽样信号频率的 2 倍，否则会使信号失真。考虑到实际滤波器的特性，抽样频率要求选得较高。由于 PAM 通信系统的抗干扰能力差，目前很少使用。它已被性能良好的脉冲编码调制（PCM ）所取代。
3. 自然抽样和平顶抽样
在一般的电路完成抽样算法时，分为三种形式：理想抽样，自然抽样和平顶抽样。理想 抽样很难实现理想的效果，一般用自然抽样取代，自然抽样可以看做曲顶抽样，在抽样脉冲 的时间内，抽样信号的“顶部”变化是随 m(t)变化的，即在顶部保持了 m(t)变化的规律。而对于平顶抽样，在每个抽样脉冲时间里，其“顶部”形状为平的。在实验中我们实现了自 然抽样和平顶抽样。
图 1-4 自然抽样及平顶抽样比较
平顶抽样有利于解调后提高输出信号的电平，但却会引入信号频谱失真
ωτ/ 2
Sin (ωτ/ 2)
ωτ/ 2
，
τ为抽样脉冲宽度。通常在实际设备里，收端必须采用频率响应为 Sin (ωτ/ 2) 的滤波器来进
行频谱校准，这种频谱失真称为孔径失真。
4.实验电路框图
抽样定理实验框图如图1-5，A2 单元完成信号抽样，A7 单元完成信号恢复，模拟信号和抽样脉冲由信号源产生，信号波形、频率、幅度均可调节，抽样脉冲频率和占空比可调节；恢复滤波器带宽可设置；
图 1-5 抽样定理实验框图
框图说明：
本实验中需要用到以下 4 个功能单元：
1.信号源单元：用于选择模拟信号，点击框图“原始信号”按钮，出现虚拟信号源面板，信号源使用见“虚拟仪器 DDS 信号源”部分；根椐实验要求设定信号种类、信号频率、信号幅度；
2.抽样脉冲：用于选择抽样脉冲频率和占空比，
点击框图“抽样脉冲”按钮，出现抽样脉冲设置面板，如
右图。用鼠标可调节抽样频率和占空比；
3.抽样选择开关：鼠标点击框图 A2 模块“切换
开关”可以选择自然抽样还是平顶抽样；
4.恢复滤波器：A7 模块恢复滤波器（低通）带
宽可以设置，鼠标点击框图 A7 模块恢复滤波器按钮
出现滤波器设置面板，如右图：用鼠标点击横轴频率值
即可改变滤波器幅频特性；
5.模块测量点说明
A2 单元：
●2P1：原始模拟信号；
●2P2：抽样脉冲信号；
●2P7：抽样输出信号；
A7 单元：
●7P8 抽样恢复信号；
三、实验任务
1.自然抽样验证：抽样时域信号观察、抽样频域信号观察、恢复信号观察；
2.频谱混叠现象验证：通过改变模拟信号频率、抽样脉冲频率验证奈奎斯特定理；
3.抽样脉冲占空比恢复信号影响；
四、实验步骤
1.实验准备
(1)获得实验权限，从浏览器进入在线实验平台；
(2)选择实验内容
使用鼠标在通信原理实验目录选择：PAM 调制与抽样定理，进入到抽样定理实验页面。
2.自然抽样验证
(3)选择自然抽样功能
在实验框图上通过“切换开关”，选择到“自然抽样”功能；
(4)修改参数进行测量
鼠标点击实验框图上的“原始信号”、“抽样脉冲”按钮，设置实验参数；如：设置原始信号为：“正弦”，频率：2KHz，幅度设置指示为45；设置抽样脉冲频率：8KHz，占空比：4/8（50%）；
(5)抽样信号时域观测
用四通道示波器，在 2P1 可观测原始信号，在 2P2 可观测抽样脉冲信号，在 2P7 可观测PAM 取样信号；
(6)抽样信号频域观测
使用示波器的 FFT 功能或频谱仪，分别观测 2P1,2P2,2P7 测量点的频谱；
2P1:
2P2:
2P7:
(7)恢复信号观察
鼠标点击框图上的“恢复滤波器”按钮，设置恢复滤波器的截止频率为 3K（点击截止
频率数字），在7P8观察经过恢复滤波器后，恢复信号的时域波形。
(8)改变参数重新完成上述测量
修改模拟信号的频率及类型，修改抽样脉冲的频率，重复上述操作。
可以尝试下表 1-1 所示组合，分析实验结果：
表 1-1
模拟信号抽样脉冲恢复滤波器说明
2K 正弦波3K 2K 1.5 倍抽样脉冲
2K 正弦波4K 2K 2 倍抽样脉冲
2K 正弦波8K 2K 4 倍抽样脉冲
2K 正弦波16K 2K 8 倍抽样脉冲
1K 三角波16K 2K 复杂信号恢复
1K 三角波16K 6K 复杂信号恢复
自己尝试设计某种组合进行扩展
2K 正弦波3K 2K 1.5 倍抽样脉冲
2K 正弦波4K 2K 2 倍抽样脉冲
2K 正弦波8K 2K 4 倍抽样脉冲
2K 正弦波16K 2K 8 倍抽样脉冲
3.频谱混叠现象验证
(1)设置各信号参数
设置原始信号为：“正弦”，频率：1KHz，幅度设置指示为45；设置抽样脉冲频率：8KHz，占空比：4/8（50%）；恢复滤波器截止频率：2K；
(2)频谱混叠时域观察
使用示波器观测原始信号2P1，恢复后信号7P8。逐渐增加2P1 原始信号频率:1k，2k，3k,…,7k，8k；观察示波器测量波形的变化。当2P1 为6k 时，记录恢复信号波形及频率；当2P1 为7k 时，记录恢复信号波形及频率；记录2P1 为不同情况下，信号的波形，并分析原因，其是否发生频谱混叠？
1K：2K:
3K:4K:
6K:
7K:8K:
(3)频谱混叠频域观察
使用示波器的FFT 功能或频谱仪观测抽样后信号2P7，然后重新完成上述步骤（2）操作。观察在逐渐增加2P1 原始信号频率时，抽样信号的频谱变化，分析其在什么情况下发生混叠；
1K:
2K:
3K:
5K:
6K:
7K:
(4)频谱混叠扩展
根据自己理解，尝试验证其它情况下发生频谱混叠的情况。如：修改原始信号为三角波，验证频谱混叠。
修改原始信号为三角波，其余数据和上个实验一样。
原始信号频率1K:
原始信号频率2K:
原始信号频率3K:
原始信号频率5K：
原始信号频率6K:
原始信号频率8.2K:
4.抽样脉冲占空比恢复信号影响
(1)设置各信号参数
设置原始信号为：“正弦”，频率：1KHz，幅度设置指示为45；设置抽样脉冲频率：8KHz，占空比：4/8（50%）；恢复滤波器截止频率：2K
(2)修改抽样脉冲占空比
使用示波器观测原始信号2P1，恢复后信号7P8。点击“抽样脉冲”按钮，逐渐修改抽样脉冲占空比，为1/8,2/8,…,7/8（主要观测1/2,1/4,1/8 三种情况）。在修改占空比过程中，观察7P8 恢复信号的幅度变化，并记录波形。分析占空比对抽样定理有什么影响？
脉冲占空比1/8:
脉冲占空比2/8:
脉冲占空比3/8:
脉冲占空比4/8:
脉冲占空比7/8:
结论：占空比不超过1/2时，抽样信号占空比越高，则恢复信号幅度越大5.平顶抽样验证
(1)修改参数进行测量
通过实验框图上的“原始信号”、“抽样脉冲”按钮，设置实验参数；如：设置原始信号为：“正弦”，频率：1KHz，幅度设置指示为45；设置抽样脉冲频率：8KHz，占空比：4/8（50%）；
(2)对比自然抽样和平顶抽样频谱
使用示波器的FFT功能或频谱仪观测抽样后信号7P8。在实验框图上通过“切换开关”，
选择到“自然抽样”功能，观察并记录其频谱；切换到“平顶抽样”，观察并记录器频谱。分析自然抽样和平顶抽样后，频谱有什么区别？结合理论分析其原因。
自然抽样：
平顶抽样：
结论分析：平顶抽样的波形电平更接近于原始信号，但是波形相对于自然抽样的波形更容易失真。原因是平顶抽样有利于解调后提高输出信号的电平，但却会引入信号频谱失真Sin(ωτ /2)
ωτ /2。
6.实验扩展
(1)尝试使用复杂信号完成抽样定理的验证
将原始信号修改为“复杂信号”即：1k+3k 正弦波，自己设计思路完成抽样定理。
7.实验结束
实验结束，从浏览器退出在线实验平台。
五、实验报告
1.简述抽样定理验证电路的工作原理。
抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自然抽样信号是通过开关切换输出的。抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。
2.记录在各种测试条件下的测试数据，分析测试点的波形、频率、信号幅度等各项测
试数据并验证抽样定理。
3.分析表 1-1 中恢复信号的成因。
4.对上述 1.5KHz 三角波抽样，分析应选用那种带宽的恢复滤波器和抽样频率，为什么？
六、思考题
1. 模拟信号为三角波，频率 1KHz，幅度设置指示为45；抽样频率 32KHz，占空比：4/8
（50%），用示波器FFT观察模拟信号和抽样信号频谱如下图：
三角波信号频谱抽样信号频谱
上图每根谱线是什么信号？频率是多少？
根据三角波频谱，抽样频率设置多少较好？为什么？
根据三角波频谱，恢复滤波器截止频率应设置多少较好？为什么？用实验结果验证你的结论。
七、实验心得
通过本次实验，我掌握了抽样定理原理，了解了自然抽样、平顶抽样的特性，理解了抽样脉冲脉宽、频率对恢复信号的影响，理解恢复滤波器幅频特性对恢复信号的影响，了解混迭效应产生的原因。本次实验虽然繁琐但是我还是耐心的完成了，功夫不负有心人，在实验中我收获到在课本中学不到的知识，让我受益匪浅。
实验一戴维南定理 班级：17信息姓名：张晨瑞学号：20 一、实验目的 1.深刻理解和掌握戴维南定理。 2.掌握测量等效电路参数的方法。 3.初步掌握用Multisim软件绘制电路原理图的方法。 4.初步掌握Multisim软件中的Multimeter、Voltmeter、Ammeter等仪表的使用方法以及DC Operating Point、Parameter Sweep等SPICE仿真分析方法。 5.掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪器仪表的使用方法。 6.初步掌握Origin绘图软件的应用方法。 二、实验原理 一个含独立源、线性电阻的受控源的一端口网络，对外电路来说，可以用一个电压源和电子的床帘组合来等效置换，去等效电压源的电压等于该一端口网络的开路电压，其等效电阻等于该一端口网络中所有独立源都置为零后的输入电阻。这一定理成为戴维南定理。 三、实验方法 1.比较测量法 戴维南定理是一个等效定理，因此应想办法验证等效前后对其他电路的影响是否一致，即等效前后的外特性是否一致。 实验中首先测量原电路的外特性，在测量等效电路的外特性，最后比较两者是否一致，等效电路中的等效参数的获取，可通过测量得到，并同根据电路结构所推到计算出的结果相比较。 实验中期间的参数应使用实际测量值。实际值和期间的标称值是有差别的，所有的理论计算应基于器件的实际值。 2.等效参数的获取
等效电压Uoc：直接测量被测电路的开路电压，该电压就是等效电压。 等效电阻Ro：将电路中所有电压源短路，所有电流源开路，使用万用表阻挡测量。 3.测量点个数以及间距的选取 测试过程中测量的点个数以及间距的选取与测量特性和形状有关。对于直线特性，应使测量间距尽量平均，对于非线性特性应在变化陡峭处多测些点。测量的目的是为了用有限的点描述曲线的整体形状和细节特征。因此应注意测试过程中测量的点个数以及间距的选取。 为了比较完整地反映特性和形状，一般选取10个以上的测量点。 本实验中由于特性曲线是直线形状，因此测量点应均匀选取。为了办政策亮点分布合理，迎新测量特性的最大值和最小值，再根据点数合理选择测量间距。 4.电路的外特性测量方法 在输出端口上接可变负载（如电位器），改变负载（调节电位器）测量端口的电压和电流。 四、实验仪器与器件 1.计算机一台 2.通用电路板一块 3.万用表两只 4.直流稳压电源一台 5.电阻若干 五、实验内容 1.测量电阻的实际值，填表，并计算等效电源电压和等效电阻 2.Multisim仿真 (1)创建电路； (2)用万用表测量端口开路电压和短路电流，并计算等效电阻； (3)用万用表的Ω挡测量等效电阻，与（2）比较，将测量结果 填入表1中；
实验六频率混叠与采样定理 一．实验目的： 熟悉信号采样过程，并通过本实验观察欠采样时信号频谱的混迭现象，了解采样前后信号频谱的变化，加深对采样定理的理解，掌握采样频率的确定方法。二．实验内容和原理： 模拟信号经过(A/D) 变换转换为数字信号的过程称之为采样，信号采样后其频谱产生了周期延拓，每隔一个采样频率fs，重复出现一次。为保证采样后信号的频谱形状不失真，采样频率必须大于信号中最高频率成份的两倍，这称之为采样定理。 a) 正常采样b) 欠采样 x(t)=3sin(2π·f·t) 采样频率=5120Hz，取信号频率f=150Hz(正常采样)和f=3000Hz(欠采样)两种情况进行采样分析。 三．实验仿真 1．Matlab源代码： x=-10:0.1:10; m=0:0.05:10; y1=sin(2*pi*x); y2=sin(4*pi*x); y3=sin(6*pi*x); y4=sin(8*pi*x); y5=sin(9*pi*x); y6=sin(12*pi*x); transf1=abs(fft(y1))/100; transf2=abs(fft(y2))/100; transf3=abs(fft(y3))/100; transf4=abs(fft(y4))/100; transf5=abs(fft(y5))/100; transf6=abs(fft(y6))/100; subplot(6,2,1); plot(x,y1); subplot(6,2,2); plot(m(1:100),transf1(1:100)); subplot(6,2,3); plot(x,y2);
知识目标： 知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程. 能力目标： 1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力. 2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理). 情感目标： 1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育. 2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育. 教学建议 教材分析 教材首先通过回忆思考的形式提出问题：如果物体不受力，将会怎样？通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。 本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运动定律。
1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次，通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。 2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。 3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。 教学设计示例 牛顿第一定律 教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。 教学难点: 1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。 2．伽利略理想实验的推理过程 教学用具：斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，微机,实物投影，大倍投电视。 教学过程 一、实验引入：批驳亚里士多德的观点
南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验四抽样定理与PAM系统实训 一、实验目的 1.熟通过对模拟信号抽样的实验,加深对抽样定理的理解； 2.通过PAM调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点； 3.通过对电路组成、波形和所测数据的分析，了解PAM调制方式的优缺点。 二、实验原理 1.取样（抽样、采样） （1）取样 取样是把时间连续的模拟信号变换为时间离散信号的过程。 （2）抽样定理 一个频带限制在(0,f H) 内的时间连续信号m(t)，如果以≦1/2f H每秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽 样值完全确定。 （3）取样分类 ①理想取样、自然取样、平顶取样； ②低通取样和带通取样。 2.脉冲振幅调制电路原理（PAM） （1）脉冲幅度调制系统 系统由输入电路、高速电子开关电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成。 图 1 脉冲振幅调制电路原理框图 （2）取样电路 取样电路是用4066模拟门电路实现。当取样脉冲为高电位时，
取出信号样值；当取样脉冲为低电位，输出电压为0。 图 2 抽样电路 图 3 低通滤波电路 三、实验步骤 1.函数信号发生器产生2KHz（2V）模拟信号送入SP301，记fs； 2.555电路模块输出抽样脉冲，送入SP304，连接SP304和SP302，记fc； 3.分别观察fc>>2fs，fc=2fs，fc<2fs各点波形； 4.连接SP204 与SP301、SP303H 与SP306、SP305 与TP207，把扬声 器J204开关置到1、2 位置，触发SW201 开关，变化SP302 的输入 时钟信号频率，听辨音乐信号的质量. 四、实验内容及现象 1.测量点波形 图 4 TP301 模拟信号输入 图 5 TP302 抽样时钟波形(555稍有失真) fc=38.8kHz ①fc>>2fs，使fs=5KHz： 图 6 TP303 抽样信号输出1 图7 TP304 模拟信号还原输出1 ②fc=2fs，使fs=20KHz： 图8 TP303 抽样信号输出2 图9 TP304 模拟信号还原输出2 ③fc<2fs，使fs=25KHz： 图10 TP303 抽样信号输出3 图11 TP304 模拟信号还原输出3 2.电路Multisim仿真 图12 PAM调制解调仿真电路 图13 模拟信号输入 图14 抽样脉冲波形 图15 PAM信号 图16 低通滤波器特性 图17 还原波形 更多学习资料请见我的个人主页：
戴维南定理 学号：1128403019 姓名：魏海龙班级：传感网技术 一、实验目的： 1、深刻理解和掌握戴维南定理。 2、掌握测量等效电路参数的方法。 3、初步掌握用multisim软件绘制电路原理图。 4、初步掌握multisim软件中的multimeter、voltmeter、ammeter 等仪表的使用以及DC operating point、paramrter sweep等 SPICE仿真分析方法。 5、掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪器仪表的使 用。 6、初步掌握Origin绘图软件的应用。 二、实验器材： 计算机一台、通用电路板一块、万用表两只、直流稳压电源一台、电阻若干。 三、实验原理：一个含独立源、线性电阻和受控源的一端口网络，对 外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置 换，其等效电压源的电压等于该一端口网络的开路电压，其等 效电阻等于该一端口网络中所有独立源都置为零后的数日电 阻。 四、实验内容： 1、电路图：
2、元器件列表： 2、实验步骤： （1）理论分析： 计 算等效电压： 电桥平衡。∴=,331131R R R R Uoc=3 11 R R R +=2.6087V 。 计算等效电阻：R= ??? ??? ? ?+++ ??? ??? ? ?++3311111221 3111121 R R R R R R =250.355
（2）测量如下表中所列各电阻的实际值，并填入表格： 然后根据理论分析结果和表中世纪测量阻值计算出等效电源电压和等效电阻，如下所示： Uc=2.6087V R=250.355Ω （3）multisim仿真： a、按照下图所示在multisim软件中创建电路 b、用万用表测量端口的开路电压和短路电流，并计算等 效电阻，结果如下：Us= 2.609V I= 10.42mA R=250.38Ω
信号与系统 实验报告 实验六抽样定理 实验六抽样定理 一、实验内容：（60分） 1、阅读并输入实验原理中介绍的例题程序，观察输出的数据和图形，结合基本原理理解每一条语句的含义。 2、已知一个连续时间信号f(t)=sinc(t)，取最高有限带宽频率f m=1Hz。 （1）分别显示原连续信号波形和F s=f m、F s=2f m、F s=3f m三种情况下抽样信号的波形；
程序如下： dt=0.1; f0=0.2; T0=1/f0; fm=5*f0; Tm=1/fm; t=-10:dt:10; f=sinc(t); subplot(4,1,1); plot(t,f); axis([min(t),max(t),1.1*min(f),1.1*max(f)]); title('?-á?D?D?o?oí3é?ùD?o?'); for i=1:3; fs=i*fm;Ts=1/fs; n=-10:Ts:10; f=sinc(n); subplot(4,1,i+1);stem(n,f,'filled'); axis([min(n),max(n),1.1*min(f),1.1*max(f)]); end 运行结果如下：
（2）求解原连续信号和抽样信号的幅度谱； 程序： dt=0.1;fm=1; t=-8:dt:8;N=length(t); f=sinc(t); wm=2*pi*fm;k=0:N-1;w1=k*wm/N; F1=f*exp(-j*t'*w1)*dt;subplot(4,1,1);plot(w1/(2*pi),abs(F1)); axis([0,max(4*fm),1.1*min(abs(F1)),1.1*max(abs(F1))]); for i=1:3; if i<=2 c=0;else c=1;end fs=(i+c)*fm;Ts=1/fs; n=-6:Ts:6; N=length(n); f=sinc(n); wm=2*pi*fs; k=0:N-1;
实验三 抽样定理和PAM 调制解调实验 一、实验目的 1、 通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的原理。 2、 通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方式的优缺 点。 二、实验内容 1、 观察模拟输入正弦波信号、抽样时钟的波形和脉冲幅度调制信号，并注意 观察它们之间的相互关系及特点。 2、 改变模拟输入信号或抽样时钟的频率，多次观察波形。 三、实验器材 1、 信号源模块 一块 2、 ①号模块 一块 3、 60M 双踪示波器 一台 4、 连接线 若干 四、实验原理 （一）基本原理 1、抽样定理 抽样定理表明：一个频带限制在（0，H f ）内的时间连续信号()m t ，如果以T ≤H f 21 秒的间隔对它进行等间隔抽样，则()m t 将被所得到的抽样值完全确定。 假定将信号()m t 和周期为T 的冲激函数）t (T 相乘，如图3-1所示。乘积便是均匀间隔为T 秒的冲激序列，这些冲激序列的强度等于相应瞬时上()m t 的值，它表示对函数()m t 的抽样。若用()m t s 表示此抽样函数，则有：
()()()s T m t m t t δ= 图3-1 抽样与恢复 假设()m t 、()T t δ和()s m t 的频谱分别为()M ω、()T δω和()s M ω。按照频率卷积定理，()m t ()T t δ的傅立叶变换是()M ω和()T δω的卷积： []1 ()()()2s T M M ωωδωπ = * 因为 2()T T s n n T π δδ ωω∞ =-∞ = -∑ T s πω2= 所以 1 ()()()s T s n M M n T ωωδωω∞ =-∞??= *-? ??? ∑ 由卷积关系，上式可写成 1()() s s n M M n T ωωω∞ =-∞ =-∑ 该式表明，已抽样信号()m t s 的频谱()M s ω是无穷多个间隔为ωs 的()M ω相迭加而成。这就意味着()M s ω中包含()M ω的全部信息。 需要注意，若抽样间隔T 变得大于 H f 21 ，则()M ω和()T δω的卷积在相邻的周期内存在重叠（亦称混叠），因此不能由()M s ω恢复()M ω。可见，H f T 21 =是抽样的最大间隔，它被称为奈奎斯特间隔。 上面讨论了低通型连续信号的抽样。如果连续信号的频带不是限于0与H f 之间，而是限制在L f （信号的最低频率）与H f （信号的最高频率）之间（带通型连续信号），那么，其抽样频率s f 并不要求达到H f 2，而是达到2B 即可，即要求抽样频率为带通信号带宽的两倍。
戴维南定理 学号：19 姓名：魏海龙班级：传感网技术 一、实验目的： 1、深刻理解和掌握戴维南定理。 2、掌握测量等效电路参数的方法。 3、初步掌握用multisim软件绘制电路原理图。 4、初步掌握multisim软件中的multimeter、voltmeter、ammeter 等仪表的使用以及DC operating point、paramrter sweep等 SPICE仿真分析方法。 5、掌握电路板的焊接技术以及直流电源、万用表等仪器仪表的使 用。 6、初步掌握Origin绘图软件的应用。 二、实验器材： 计算机一台、通用电路板一块、万用表两只、直流稳压电源一台、电阻若干。 三、实验原理：一个含独立源、线性电阻和受控源的一端口网络，对 外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置 换，其等效电压源的电压等于该一端口网络的开路电压，其等 效电阻等于该一端口网络中所有独立源都置为零后的数日电 阻。 四、实验内容： 1、电路图：
2、元器件列表： 2、实验步骤： （1）理论分析： 计算等效电压：电桥平衡。 ∴=,331131R R R R Θ Uoc=3 11 R R R +=。 计算等效电阻：R= ??? ??? ? ?+++ ??? ??? ? ?++3311111221 3111121 R R R R R R = （2）测量如下表中所列各电阻的实际值，并填入表格：
然后根据理论分析结果和表中世纪测量阻值计算出等效电源 电压和等效电阻，如下所示： Uc= R=Ω （3）multisim 仿真： a 、按照下图所示在multisim 软件中创建电路 b 、用万用表测量端口的开路电压和短路电流，并计算等效电阻，结果如下：Us= I= R=Ω c 、用万用表的欧姆档测量等效电阻，与b 中结果比较，将测量结果填入下表中：
牛顿第一定律实验题 牛顿第一定律实验题(一) 1. .如图斜面小车实验中。 (1)实验条件是 _________________________ (2)控制上述因素相同的目的是______________________ (3)实验现象是 _________________________ (4)实验结论是 ___________________ )伽利略对大量实验进行分析，进一步推理得出，如果表面绝对光滑，物体受到的阻力(5 为__________ ，它的速度将不会__________ ，这时物体将以恒定不变的速度__________ 。这 种思维推理方法在物理学中称为__________ 法 2.(2009恩施)我们可以用如图所示的实验来研究牛顿第一定律。
(1)指出实验中应控制不变的相关因素:(注:至少指出三 个)_____________________________; (2)实验中有两个变量，其中自变量是 __________，因变量是小车运动的距离。 (3)想象如果图丁所示的水平板是绝对光滑的，且空气阻力为零，则小车的运动情况为 __________________________________。 3.(2012嘉兴)如图是探究“摩擦力对物体运动的影响”的实验装置示意图，其实验过程用到了许多科学方法((1)怎样控制小车在水平面上开始滑行时的速度相等呢, 方法是:把小车放在同一斜面的，由静止开始下滑( (2)怎样反映“摩擦力”对“物体运动的影响”, 方法是:比较小车在不同表面上运动的距离或 ( (3)怎样得到“小车不受力作用时的运动状态”呢,必须要用推理的方法，即:如果小车运动时不受摩擦力的作用，那么小车将 ( 4.(2012?梧州)小明同学在探究“阻力对物体运动影响”的实验时，利用如图甲所示的装置，实验中该同学先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，先后在水平桌面上铺上毛巾、棉布、木板，使水平面的粗糙程度越来越小，观察小车移动的距离，从而得出阻力和运动的关 系( (1)在实验操作中有一处明显的错误是(不必解释错误的原 因)___________( (2)小明用正确方法做了三次实验，小车分别停在如图乙、丙、
实验1 抽样定理及其应用实验 一、实验目的 1．通过对模拟信号抽样的实验,加深对抽样定理的理解； 2．通过PAM 调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点； 3．学习PAM 调制硬件实现电路，掌握调整测试方法。 二、实验仪器 1．PAM 脉冲调幅模块，位号：H （实物图片如下） 2．时钟与基带数据发生模块，位号：G （实物图片见第3页） 3．20M 双踪示波器1台 4．频率计1台 5．小平口螺丝刀1只 6．信号连接线3根 三、实验原理 抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽 样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。 PAM 实验原理：它采用模拟开关CD4066实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时， 模拟开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模拟开关断开， 无信号输出 图1-2 PAM 信道仿真电路示意图 32W01 C1 C2 32P03 R2 32TP0
四、可调元件及测量点的作用 32P01：模拟信号输入连接铆孔。 32P02：抽样脉冲信号输入连接铆孔。 32TP01：输出的抽样后信号测试点。 32P03：经仿真信道传输后信号的输出连接铆孔。 32W01：仿真信道的特性调节电位器。 五、实验内容及步骤 1．插入有关实验模块： 在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“PAM脉冲幅度调制模块”，插到底板“G、H”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。 2．信号线连接： 用专用铆孔导线将P03、32P01；P09、32P02；32P03、P14连接（注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔）。 3．加电： 打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
综合性、设计性实验报告 姓名贺鹤学号2 专业通信工程班级2013级1班 实验课程名称抽样定理的MATLAB仿真 指导教师及职称李玲香讲师 开课学期2014 至2015 学年第二学期 上课时间2015年6 月17、27日 湖南科技学院教务处编印
(2) 编程步骤（仿真实验） ①确定f(t)的最高频率fm。对于无限带宽信号，确定最高频率fm的方法：设其频谱的模降到10-5左右时的频率为fm。 ②确定Nyquist抽样间隔T N。选定两个抽样时间：T S 1、关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（ BC ） A.伽利略理想实验是假想的，是没有科学依据的 B. 伽利略理想实验是在可靠的事实的基础上进行的抽象思维而创造出来的一种科学推理 方法，是科学研究中的一种重要方法 C.伽利略的理想实验有利地否定了亚里士多德的观点 D.现在，伽利略的斜面实验已不再是理想实验，是可以做出的实验了 2、伽利略的理想斜面实验说明（ B ） A.一切物体都具有惯性 B.亚里士多德的运动和力的关系是错误的 C.力是维持物体运动状态的原因 D.力是改变物体运动状态的原因 3、关于力与运动，下列说法中正确的是（ C ） A.静止的物体或匀速直线运动的物体一定不受力任何外力作用 B.当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态 C.当物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用 D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向 4、以下说法中正确的是（ ABD ） A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律 B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体据有惯性 C.在水平面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果 D.物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用 5、下列关于惯性的说法，正确的是（ D ） A.人走路时没有惯性，被绑到时有惯性 B.物体不受外力时有惯性，受到外力后惯性被克服掉了，运动状态才发生变化 C.物体的速度越大惯性越大，因为速度越大的物体越不容易停下来 D.惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性 6、某人用力推原来静止在水平面上的小车，是小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持 小车做匀速指向运动，可见（ CD ） A.力是使物体维持物体运动的原因 B.力是维持物体运动速度的原因 C.力是使物体速度发生改变的原因 D.力是改变物体运动状态的原因 7、在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力起跳，则（ D ） A.向北跳最远 B. 向南跳最远 C.向东向西跳一样远，但没有向南跳远 D.无论向哪个方向跳都一样远 8、人从行驶的汽车上跳下来后容易（ A ） A.向汽车行驶的方向跌倒 B.向汽车行驶的反方向跌倒 C.向汽车右侧方向跌倒 D.向汽车左侧方向跌倒 9、如图1所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m 1，m 2的两个小球，（m 1>m 2），两小球原来随车一起运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球（ B ） A.一定相碰 B.一定不相碰 C.不一定相碰 D.无法确定 10、火车在长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在（C ） A.手的后方 B.手的前方 C.落在手中 D.无法确定 11、下列情况中，物体运动状态发生变化的是（ ABD ） A ．火车进站时 B ．汽车转弯时 m 1 图1 实验一抽样定理实验 一、实验目的 1、了解抽样定理在通信系统中的重要性 2、掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法 3、理解低通采样定理的原理 4、理解实际的抽样系统 5、理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响 6、理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响 7、理解平顶抽样产生孔径失真的原理 8、理解带通采样定理的原理 二、实验内容 1、验证低通采样定理原理 2、验证低通滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响 3、验证低通滤波器相频特性对抽样信号恢复的影响 4、验证带通抽样定理原理 5、验证孔径失真的原理 三、实验原理 抽样定理原理：一个频带限制在（0，H f）内的时间连续信号() m t，如 果以T≤H f21 秒的间隔对它进行等间隔抽样，则() m t将被所得到的抽样值完 全确定。（具体可参考《信号与系统》） 我们这样开展抽样定理实验：信号源产生的被抽样信号和抽样脉冲经抽样/保持电路输出抽样信号，抽样信号经过滤波器之后恢复出被抽样信号。抽样定理实验的原理框图如下： 被抽样信号 抽样脉冲 抽样恢复信号 图1抽样定理实验原理框图 被抽样信号抽样恢复信号 图2实际抽样系统 为了让学生能全面观察并理解抽样定理的实质，我们应该对被抽样信号进行精心的安排和考虑。在传统的抽样定理的实验中，我们用正弦波来作为被抽样信号是有局限性的，特别是相频特性对抽样信号恢复的影响的实验现象不能很好的展现出来，因此，这种方案放弃了。 另一种方案是采用较复杂的信号，但这种信号不便于观察，如错误!未找到引用源。所示： 被抽样信号抽样恢复后的信号 图3复杂信号抽样恢复前后对比 你能分辨错误!未找到引用源。中抽样恢复后信号的失真吗因此，我们选择了一种不是很复杂，但又包含多种频谱分量的信号：“3KHz正弦波”+“1KHz正弦波”，波形及频谱如所示： 图1被抽样信号波形及频谱示意图 对抽样脉冲信号的考虑 大家都知道，理想的抽样脉冲是一个无线窄的冲激信号，这样的信号在现实系统中是不存在的，实际的抽样脉冲信号总是有一定宽度的，很显 戴维南定理（有源二端网络等效参数的测定） 一、 实验目的 1、验证戴维南定理的正确性。 2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般办法。 二、 原理说明 1、 任何一个线性含源网络，如果仅研究其中的一条支路的电压和电流，则可以将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或者称为含源——端口网络）。 戴维南定理指出，任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势s E 等于这个有源二端网络的开路电压oc U ，其等效内阻0R 等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电路。 oc U 和0R 称为有源二端网络的等效参数。 2、 有源二端网络等效参数的测量方法 （1） 开路电压、短路电流法 在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测量其输出端的开路电压oc U ，然 后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流sc I ，则内阻为：sc oc I U R =0 （2） 伏安法 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示，根据外特性曲线求出斜率 ?tan 则内阻： sc oc I U I U R =??= =?tan 0 用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值N I 时的输出端电压N U ，则内阻为： N N oc I U U R -= 若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。 （3）半电压法 如图3-2所示，当负载电压为被测网 络开路电压的一半时，负载电阻（由 电阻箱的读数确定）即为被测有源二 端网络的等效内阻值。 （4）零示法 在测量具有高内阻有源二端网络的 开路电压时，用电压表直接测量会造 成较大的误差，为了消除电压表内阻 的影响，往往采用零示测量法，如图 3-3所示。 零示法测量原理是用一低内阻的稳 压电源与被测有源二端网络进行比 较，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为有源二端网络的开路电压。 三、实验设备 《牛顿第一定律》检测题 A卷 一、填空题（每空1分，共13分） 1．大量事实表明，物体都有保持的性质，这种性质我们把它叫做。 2．你一定有这样的体会：将自行车的金属车铃按以下后，铃还会连续转动几圈，发出一串铃声，这是由于的缘故。 3．原来静止的物体，在没有受到力作用时，它将处于状态，原来运动的物体在没有受到力作用时，它将处于状态。 4．小实验能帮助我们认识许多物理问题。你可以按如图所示进行实验，在光滑桌面上铺有薄桌布，桌布上放置盛有水的两个杯子。当猛地将桌布从桌面沿水平方向拉走时，桌布上的杯 子随之运动(选填“会”或“不会”)，这表明杯子具有。 5．抛出去的铅球虽然不再受手的推力，但还能在空中飞行，这是因为铅球具有。它在空中沿曲线运动落回地面，在此过程中，它一定是受到了的作用。 6．牛顿第一定律也叫做惯性定律。惯性和惯性定律的不同之处在于：是描述物体运动规律的，是描述物体自身性质的；的成立是有条件的，而是任何物体都具有的。 二、选择题（每小题3分，共30分） 1．在物理学中，牛顿第一定律是用什么方法获得的（） A．单纯的实验方法B．单纯的推测方法C．数学推导的方法D．实验加推理的方法2．我国交通法规规定，坐在小型客车前排的驾驶员和乘客都必须在胸前系上安全带，这主要是为了减轻下列哪种情况下可能对人造成的伤害（） A. 紧急刹车 B. 突然启动 C. 车速太快 D. 车速太慢 3．在日常生活中，我们常有下列一些经历或体验.。其中，与物理学中所说的惯性有关的是（）A．明知自己的某个习惯动作不好，可是很难在短期内彻底改正 B．公交车往往是开开停停，因而给乘客们带来后仰前俯的烦恼 C．提着较重的物体走路，时间长了会感到手臂肌肉酸痛 D．长时间看书，突然抬头看远处的景物会感到模糊 4．一个物体在不受外力作用的情况下，关于其运动状态的描述正确的是（） A．一定保持静止状态B．一定保持匀速直线运动状态 C．可能保持静止状态，也可能保持匀速直线运动状态D．以上对物体运动状态的描述都不正确5．下列现象中由于惯性造成的是（） A．向上抛石块，石块出手后会上升得越来越慢B．向上抛石块，石块出手后最终会落回地面 C．在百米赛跑中，运动员不能立即停在终点处D．船上的人向后划水，船会向前运动 6．教室里悬挂着的电灯处于静止状态，假如它受到的力突然全部消失，它将（）A．加速下落 B。匀速下落C．保持静止 D。可以向各个方向运动 7．短跑运动员跑道终点后，不能立即停下来，这是因为（） A．运动员失去了惯性B．运动员具有惯性C．运动员不受力的作用D．运动员的惯性大于阻力 8．一架沿水平方向匀速直线飞行的飞机，为了能击中地面上的目标，应在何时投弹（） A．在飞抵目标正上方时B．在飞抵目标正上方之前 C．在飞抵目标正上方之后D．无法确定在什么时候投弹 9．学习惯性知识后，同学们对此展开了讨论。下面是关于惯性的几种说法，其中正确的是（） A.物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性 B.物体在不受力或受平衡力作用时才具有惯性 C.一切物体在任何情况下都具有惯性 D.物体只有在运动时才具有惯性 10．随着社会的不断发展和进步，人们的安全意识也越来越强。现代汽车除了前、后 排座位都有安全带外，还安装有安全气囊系统，如图所示。这主要是为了减轻下 列哪种情况出现时，可能对人身造成的伤害（） A．汽车速度太慢B．汽车转弯 C．汽车突然启动D．汽车前端发生严重撞击 实验六 题目：采样定理的建模和验证 实验目的：通过建模与仿真验证采样定理，理解采样定理的物理实质实验要求：学习和回顾采样定理内容，对采样定理作建模和仿真实验内容： 1、采样定理原理的回顾 Fh 卷 乘 Ts fs= 1/Ts fs=1/Ts 2、建模参数要求： 设计模型,验证采样定理. 设基带波形频谱在 0Hz～200Hz 内. Fh=200Hz(信号最高频率)，采样率就应该大于 400Hz 。用窄脉冲采样，要求窄脉冲宽度是采样周期的 1/10。从而得到系统仿真步长: 小于等于 1/4000，仿真系统的仿真步长取 1/4000。 采样器用乘法器实现. 而恢复时用低通滤波器实现. 低通滤波器的带宽等于信号最高频率 Fh,即等于 200Hz. 3、仿真模型和结果 信号最高频率为100Hz，采样率为 400 次/秒情况下的波形结果：采样之前，采样后以及恢复的波形（scope 中） 4、修改基带信号最高频率，如最高频率为200Hz、250Hz 等等，观察采样前后 以及恢复的波形和频谱。请用实验方法得到频谱混叠后的频谱图和相应的波形。 5. 将被采样信号修改为正弦波、三角波和方波，观察采样前后和恢复非波形和频谱。 实验报告内容和要求：（！！注意每部分得分情况！！） 1.建立采样和恢复模型，说明关键模块的参数设置（30 分） 仿真模型建立： 参数设置： 信源与滤波器参数： 2.修改采样率，如采样率为 150Hz，200Hz、300Hz 等等，观察采样前后以及恢复的波形和频谱。请用实验方法得到频谱混叠后的频谱图和相应的波形。（40 分） 150Hz: 200Hz: 300Hz: 3.将被采样信号修改为正弦波、三角波和方波，观察采样前后和恢复非波形和频谱。（30分） 三角波： 方波： 正弦波： 八年级沪科版7.1科学探究：牛顿第一定律（教学设计） 第一课时 一、教材、教法分析 教材分析： 教材首先通过回忆思考的形式提出问题：如果物体不受力，将会怎样？通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。 本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运动定律。 教法建议： 1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次，通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。 2.通过图7-4演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。 3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。二、教学目标 知识与技能： 1、了解亚里士多德与伽利略的思想冲突。 2、知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程。 过程与方法： 1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力。 2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理)。 情感态度价值观： 1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育。 2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育。 三、教学重难点： 教学重点: 通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。 教学难点: 1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。 2．伽利略理想实验的推理过程。 四、教学媒体： 斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，多媒体。 五、教学过程 一、实验引入：批驳亚里士多德的观点 [演示1]在桌面上推动木块（或板擦）从静止开始慢慢向前运动，撤掉推力,木块立即停止。分析:日常生活中也有许多类似的现象，（如推桌子）。这些现象从表面上看,“必须有力作用 第一章信源编码技术 实验一抽样定理实验 一、实验目的 1、了解抽样定理在通信系统中的重要性。 2、掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。 3、理解低通采样定理的原理。 4、理解实际的抽样系统。 5、理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。 6、理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。 7、理解带通采样定理的原理。 二、实验器材 1、主控&信号源、3号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、实验原理框图 图1- 1 抽样定理实验框图 2、实验框图说明 抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。 抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字滤波器（有FIR、IIR两种）。反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。 要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。 四、实验步骤 实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证 概述：通过不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。 1、关电，按表格所示进行连线。 2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。调节主控模块的W1使A-out输出峰峰值为3V。 3、此时实验系统初始状态为：被抽样信号MUSIC为幅度4V、频率3K+1K正弦合成波。抽样脉冲A-OUT为幅度3V、频率9KHz、占空比20%的方波。 4、实验操作及波形观测。 （1）观测并记录自然抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器分别观测MUSIC主控&信号源和抽样输出3#。 实验三 基尔霍夫定律、戴维南定理的的验证 一、实验目的 1. 加深对基尔霍夫定律、戴维南定理的理解。 2. 加深对参考方向、等效电路概念的理解。 3. 进一步熟悉直流稳压电源、万用表的使用。 二、实验仪器及设备 电工实验箱、直流稳压电源、万用表 三、实验原理 基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL ）和电压定律（KVL ）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI ＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU ＝0。 戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us 等于这个有源二端网络的开路电压Uoc ， 其等效内阻R 0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。 四、实验内容及步骤 1. 基尔霍夫定律的验证 ⑴验证KCL 定律，在图3-1所示电路中，任选一个节点，测量流入流出节点的各支路电流数值和方向，记入表3-1. ⑵验证KVL 定律，在图3-1所示电路中，任选一回路，测量回路内所有支路的元件电压值和电压方向，对应记入表3-1。 图3-1 2. 验证戴维南定理 ⑴在图3-2所示电路中，测量有源二端网络的开路 电压U oc （1-1′）。 ⑵在图3-2所示电路中，测量有源二端网络的等效电阻R 0。 ⑶验证戴维南定理, 理解等效概念 1〉戴维南等效电路外接负载。首先组建戴维南等效电路，即用外电源Us2（其值调到U oc 值）与戴维南等效电阻R 0相串后，外接R L =100Ω的负载，然后测电阻R L 两端电压U RL 和流过R L 的电流值I RL ，记入表3-2。 2〉原有源二端网络1-1′外接负载。同样接R L =100Ω的负载，测电压U RL 与电流I RL ，结果记入表3-2，与1〉测试结果进行比较，验证戴维南定理。 五、数据记录与分析 表3-1基尔霍夫定律的验证 图3-2 120Ω 360Ω 240Ω 180Ω高中物理必修一：《牛顿第一定律》练习题[精选]
抽样定理
实验三戴维南定理
牛顿第一定律测试题
实验六maab采样定理的建模和验证
(完整版)7.1科学探究：牛顿第一定律
抽样定理
实验三 基尔霍夫定律、戴维南定理的的验证
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