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 ) 、
T
(t ) 和 m s (t ) 的频谱分别为 M () 、
T
() 和 M s () 。按照频率卷积
定 理，
m (t ) T
(t ) 的傅立叶变换是
M () 和T
() 的卷积：
M ()
1 M ()
()
1
M (
n
)
s
2
T n
该式表明，已抽样信号m s (t ) 的频谱 M s () 是无穷多个间隔为ωs 的 M () 相迭加而成。 需要注意，若抽样间隔 T 变得大于
1
, 则 M () 和
(
) 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 () 恢复 M (
) 。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
f s (t )
f s (t )
ω
F (
)
t
m
m
(a) 连续信号及频谱
0 T s
t
s
1
T S
m
F s ()
1
m
s
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，
f (t )
F s (ω)
1 T S
1
-ωs
-ωm
ω ω ω
m
s
ω
ω
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：
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/
2
/2，Sin (/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 (/ 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：
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(/2)
/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F FT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1
2
3
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3 叠加原理的验证 实验三叠加原理的验证 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明 叠加原理:在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号(某独立源的值)增加或减小K倍时，电路的响应(即在电路其它各电阻元件上所建立的电流和电压值)也将增加或减小K倍。 三、实验设备 、RXDI-1A电路原理实验箱 1台 1 2、万用表 1台 四、实验内容及步骤 实验电路如图A所示。 1、按图A电路接线，取U1=12V，U2为可调直流稳压电源，调至 U2=+6V。 图A
2、令U1单独作用时(使BC短接)，用电流表测量各支路电流、用万用表测量各电阻元件两端电压，将数据记入表格中。 3、令U2单独作用时(使FE短接)，重复实验步骤2的测量，并记录。 4、令U1和U2共同作用时，重复上述的测量和记录。 (V) U1(V) UU2=+6V I(mA) I(mA) I(mA) U(V) U(V) U(V) U(V) U(V) 2123ABADCDDEFAU1单独作用计算值 U1单独作用测量值 U2单独作用计算值 U2单独作用测量值 U1和U2 共同作用时计算值 U1和U2 共同作用时测量值 5、将U2=+12V，重复上述第3项的测量并记录。 U(V) U(V) U2=12V I(mA) I(mA) I(mA) U(V) U(V) U(V) U(V) U(V) 12123ABADCDDEFAU2单独作用计算值 U2单独作用测量值 U1和U2 共同作用时计算值 U1和U2 共同作用时测量值 五、实验注意事项 注意仪表量程的及时更换。 六、实验报告
GDOU-B-11-112广东海洋大学学生实验报告书（学生用表) 实验名称叠加定理实验课程名称课程号学院(系)专业班级学生姓名学号19 实验地点科技楼实验日期 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明 叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 四、实验内容 实验线路如图7-1所示，用HE-12挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。
1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。 2. 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表7-1。 3. 令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表7-1。 4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表7-1。 5. 将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表7-1。 表7-1 五、实验注意事项 1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，并应正确判断测得值的＋、－号。 2. 注意仪表量程的及时更换。 六、预习思考题 1. 在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零 答：①要令Ul单独作用，应该把K2往左拨，要U2单独作用应该把K1往右拨。 ②不可以直接将不作用的电源(Ul或U2)短接置零，因为电压源内阻很小，如果直接短接会烧毁电源 2.实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗为什么 答：①实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，叠加原理的迭加性与齐次性不成立，因为叠加原理的迭加性与齐次性只适用于线性电路，二极管是非线性元件，使实验电路为非线性电路，所以不成立。 3．当K1（或K2）拨向短路侧时，如何测U FA（或U AB） 答：①当用指针式电压表时，电压表的红表笔接高电位点，黑表笔接低电位点，如果Kl(或K2)拨向短路侧，只有U2单独作用，B点比A点电位高，要测量U AB，红表笔接B点，黑表笔接A点，但要加负号，同样，A点比F点电位高，要测量U FA，红表笔接A点，黑表笔接F点，也要加负号。对于K2拨向短路侧，原理类似。 ②对于本实验，用的是数字电压表，表笔接法没有讲究，但要注意正、负号。一般红的接线柱接起点，黑的接线柱接终点，如要测量U FA红的接线柱接F点，黑的接线柱接A点，
实验四 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 3．20M 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 δ相乘，如图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。有 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。 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。 2．脉冲振幅调制（PAM ） 所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随输入信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲增幅调制的原理。 但是实际上真正的冲激脉冲串并不能付之实现，而通常只能采用窄脉冲串来实现。因而，研究窄脉冲作为脉冲载波的PAM 方式，将具有实际意义。 自然抽样 平顶抽样 ) (t m ) (t T δ 图2 自然抽样及平顶抽样波形 PAM 方式有两种：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为“曲顶”抽样，已抽样信号m s (t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变化的规律（如图2所示）。平顶抽样所得的已抽样信号如图2所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平顶抽样的PAM 信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。 （二) 电路组成 脉冲幅度调制实验系统如图3所示，主要由抽样保持芯片LF398和解调滤波电路两部分组成。
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：
电路实验报告1-叠加原理的验证 所属栏目：电路实验- 实验报告示例发布时间：2010-3-11 实验三叠加原理的验证 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明 叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 三、实验设备 高性能电工技术实验装置DGJ-01：直流稳压电压、直流数字电压表、直流数字电流表、叠加原理实验电路板DGJ-03。 四、实验步骤 1．用实验装置上的DGJ-03线路, 按照实验指导书上的图3-1，将两路稳压电源的输出分别调节为12V和6V，接入图中的U1和U2处。 2．通过调节开关K1和K2，分别将电源同时作用和单独作用在电路中，完成如下表格。 表3-1
3．将U2的数值调到12V，重复以上测量，并记录在表3-1的最后一行中。 4．将R3(330 )换成二极管IN4007，继续测量并填入表3-2中。 表3-2 五、实验数据处理和分析 对图3-1的线性电路进行理论分析，利用回路电流法或节点电压法列出电路方程，借助计算机进行方程求解，或直接用EWB软件对电路分析计算，得出的电压、电流的数据与测量值基本相符。验证了测量数据的准确性。电压表和电流表的测量有一定的误差，都在可允许的误差范围内。 验证叠加定理：以I1为例，U1单独作用时，I1a=8.693mA,，U2单独作用时，I1b=-1.198mA，I1a+I1b=7.495mA，U1和U2共同作用时，测量值为7.556mA，因此叠加性得以验证。2U2单独作用时，测量值为-2.395mA，而2*I1b=-2.396mA，因此齐次性得以验证。其他的支路电流和电压也可类似验证叠加定理的准确性。 对于含有二极管的非线性电路，表2中的数据不符合叠加性和齐次性。 六、思考题 1．电源单独作用时，将另外一出开关投向短路侧，不能直接将电压源短接置零。 2．电阻改为二极管后，叠加原理不成立。
做叠加定理实验的心得体会篇一：电路实验心得体会 电路实验心得体会 电路实验，作为一门实实在在的实验学科，是电路知识的基础和依据。它可以帮助我们进一步理解巩固电路学的知识，激发我们对电路的学习兴趣。在大一上学期将要结束之际，我们进行了一系列的电路实验，从简单的戴维南定理到示波器的使用，再到回转路-----，一共五个实验，通过这五个实验，我对电路实验有了更深刻的了解，体会到了电路的神奇与奥妙。 不过说实话在做这次试验之前，我以为不会难做,就像以前做的实验一样，操作应该不会很难，做完实验之后两下子就将实验报告写完，直到做完这次电路实验时，我才知道其实并不容易做。它真的不像我想象中的那么简单，天真的以为自己把平时的理论课学好就可以很顺利的完成实验，事实证明我错了，当我走上试验台，我意识到要想以优秀的成绩完成此次所有的实验，难度很大，但我知道这个难度是与学到的知识成正比的，因此我想说，虽然我在实验的过程中遇到了不少困难，但最后的成绩还是不错的，因为我毕竟在这次实验中学到了许多在课堂上学不到的东西，终究使我在这次实验中受益匪浅。 下面我想谈谈我在所做的实验中的心得体会：
在基尔霍夫定律和叠加定理的验证实验中，进一步学习了基尔霍夫定律和叠加定理的应用，根据所画原理图，连接好实际电路，测量出实验数据，经计算实验结果均在误差范围内，说明该实验做的成功。我认为这两个实验的实验原理还是比较简单的，但实际操作起来并不是很简单，至少我觉得那些行行色色的导线就足以把你绕花眼，所以我想说这个实验不仅仅是对你所学知识掌握情况的考察，更是对你的耐心和眼力的一种考验。 在戴维南定理的验证实验中，了解到对于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Ro等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。这就是戴维南定理的具体说明，我认为其实质也就是在阐述一个等效的概念，我想无论你是学习理论知识还是进行实际操作，只要抓住这个中心，我想可能你所遇到的续都问题就可以迎刃而解。不过在做这个实验，我想我们应该注意一下万用表的使用， 尽管它的操作很简单，但如果你马虎大意也是完全有可能出错的，是你整个的实验前功尽弃！ 在接下来的常用电子仪器使用实验中，我们选择了对示波器的使用，我们通过了解示波器的原理，初步学会了示
信息学院 现代交换实验报告 姓名：刘璐 学号： 2011080331229 专业：通信工程 2014年6月10日 实验一：抽样定理仿真
一、实验目的 1、掌握Systemview 软件的使用 2、熟练使用软件的图符库,能够构建简单系统 二、实验内容 1、熟悉软件的工作界面； 2、用Systemview 软件建立仿真电路 3、进行参数设置 4、观测过程中各关键点波形 5、对仿真结果进行分析 三、实验原理 所谓抽样。就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T抽取一个瞬时幅度值（样值），抽样是由抽样门完成的。 在一个频带限制在（0，f h）内的时间连续信号f（t），如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。或者说，如果一个连续信号f（t）的频谱中最高频率不超过f h，这种信号必定是个周期性的信号，当抽样频率f S≥2 f h 时，抽样后的信号就包含原连续信号的全部信息，而不会有信息丢失，当需要时，可以根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号。根据这一特性，可以完成信号的模-数转换和数-模转换过程。 四、实验结果
参数设置：1V500HZ 1V8000HZ 16000HZ 正弦波Sinusoid 参数: 1.幅度 2.频率 3.相位 功能: 产生一个正弦波：y(t)=Asin(2PIfct+*) 脉冲串Pulse Train 参数: 1.幅度 2.频率(HZ) 3.脉冲宽度(秒) 4.偏置 5.相位 功能: 产生具有设定幅度和频率的周期性脉冲串，脉宽由设置决定。 y(t)=+-A*PT(t)+Bias 有方波选项。 实时显示 Real Time 功能: 能在系统仿真运行同时，实时地在系统窗口显示接收到的波形。 加法器 Adder 参数: 1.寄存器大小N 2.分数大小F 3.指数大小K 4.输出类型T 5.整型数转换选择 功能: 将输入的一个或多个值求和，并给出适当的标志。 线性系统滤波器 Linear Sys Filters 结论：由此证明了证明了抽样定理的正确性，抽样信号在fs>=fm时可以还原，抽样频率越高效果越好。
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。
广东第二师范学院学生实验报告
表3.4.1 叠加原理实验数据记录 五、实验报告要求 整理测试结果，根据叠加原理绘出实验电路的拆分电路。说明为什么叠加原理是成立的。 测量项目 实验内容 1E (V) 2E (V) 1I mA 2I mA 3I mA AB U （V ） CD U （V ） AD U （V ） DE U （V ） EA U （V ） 1E 单独作用 12.05 6.03 14.23 9.45 4.80 4.79 0 4.79 0 -4.79 2E 单独作用 12.05 6.03 -4.53 -6.91 2.39 -3.55 0 2.32 0 -2.36 1E 、2E 共同作用 12.05 5.96 9.46 2.28 7.21 1.21 0 7.17 0 -7.16 22E 单独作用 12.05 12.00 -9.42 -14.23 4.81 -7.23 4.80 -4.80
由实验数据得出，在线性电阻电路中，某处电压或电流都是由电路中各个独立源单独作用时，在该处分别产生的电压或电流的叠加。 六、实验注意事项 1. 测量各支路电流时，应注意仪表的极性，以及数据表格中“+”、“—”号的记录。 2. 注意仪表量程的及时更换。 七、思考题 1. 对于非线性电路，是否也可应用叠加原理，为什么？ 答：叠加定理不适用于非线性电路。对于非线性电路，虽然各个电源单独作用时都有确定的电压（或电流），但是由于元件的非线性，施加不同电压（或电流）时，其阻值R也随之变化，因此电源共同作用时，电压（或电流）改变，同时R也改变，那么电流就不再是单独作用时的和值了，因此，非线性电路不能使用叠加定理。 2. 元件的关联参考方向在叠加原理中起到什么作用？ 答：为电流电压的方向确定提供了前提，使后面进行代数和运算时更便利。：八、实验心得 测量电压、电流时，应注意仪表的极性与电压、电流的参考方向一致，这样纪录的数据才是准确的。记录数据的时候记得考虑到参考方向，适当的添加“+”“-”表明方向，以免造成数据的错误。
实验三叠加定理、戴文宁定理和诺顿定理 一、实验目的 （1）进一步熟悉虚拟实验，可熟练使用Pspice； （2）验证叠加定理、戴文宁定理和诺顿定理； （3）理解电路等效的意义，了解一个电路的戴文宁形式和诺顿形式的相互转 二、实验内容与实验方法 1、叠加定理的验证 叠加定理指出：当一个线性电路中有多个电源作用时，电路中任一个电压或电流参数都等于单个电源作用时该参数的代数和。 按下图用Pspice画出电路，在本电路中共有三个电源，分别是一个12伏的电压源V1，一个24伏的电压源V2，一个10mA的电流源I1。 图3-1 实验步骤 （1）设置V1=12V、V2=0、I1=0。测量R2（4K电阻）上的电压和流过该电阻的电流，记录在表一的第二行。 （2）设置V2=24V、V1=0、I1=0。测量R2（4K电阻）上的电压和流过该电阻的电流，记录在表一的第三行。 （3）设置I1=10mA、V2=0、V1=0。测量R2（4K电阻）上的电压和流过该电阻的电
流，记录在表一的第四行。 （4）设置V1=12V、V2=24V、I1=10mA。测量R2（4K电阻）上的电压和流过该电阻的电流，记录在表一的第五行。 2、文宁定理和诺顿定理 对于任意一个两端口电路，可以等效为一个电压源和一个电阻的串联，这就是戴文宁定理。 而诺顿定理又指出：对于任意一个两端口电路，可以等效为一个电流源和一个电阻的并联。 根据上述的定理，对于如图3-2的电路，可以等效为图3-3的戴文宁形式，或图3-4的诺顿形式。 图3-2 图3-3 图3-4 实验步骤 （1）按图3-2用Pspice画出电路图，在a-b两端接一个电阻R3，调节R3为100，500，1K，2K，5K，10K，20K，50K。分别记录下在每种阻值情况下R3上的电压和流过该电阻的电流（表二第二行）。
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。
实验三叠加原理的验证 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明 叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 序号名称型号与规格数量备注 1 直流稳压电源0~30V可调二路 2 万用表 1 3 直流数字电压表 1 4 直流数字毫安表 1 5 迭加原理实验电路板 1 HE-12 四、实验内容 实验线路如图6-1所示，用HE-12挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。 图6-1 基尔霍夫/叠加原理验证
1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。 2. 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表6-1。 测量项目实验内容U1 (V) U2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) U A B (V) U C D (V) U A D (V) U D E (V) U F A (V) U1单独作用 U2单独作用 U1、U2共同作用12 2U2单独作用 3. 令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表6-1。 4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表6-1。 5. 将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表6-1。 6. 将R5（330Ω）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复1～5的测量过程，数据记入表6-2。 7. 任意按下某个故障设置按键，重复实验内容4的测量和记录，再根据测量结果判断出故障的性质。 测量项目实验内容U1 (V) U2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) U A B (V) U C D (V) U A D (V) U D E (V) U F A (V) U1单独作用 U2单独作用0 0 0 0 0 0 0 0 U1、U2共同作用0 0 2U2单独作用0 12..00 0 0 0 0 0 0 0 故障2 测量项目实验内容U1 (V) U2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) U A B (V) U C D (V) U A D (V) U D E (V) U F A (V) U1、U2共同作用 五、实验注意事项 1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，并应正确判断测得值的＋、－号。 2. 注意仪表量程的及时更换。 六、预习思考题
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
实验一叠加原理的验证 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、原理说明 叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 四、实验内容 实验线路如图6-1所示，用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。 图6-1 1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。 2. 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表6-1。
3. 令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表6-1。 4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表6-1。 5. 将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表6-1。 6. 将R5（330Ω）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复1～5的测量过程，数据记入表6-2。 7. 任意按下某个故障设置按键，重复实验内容4的测量和记录，再根据测量结果判断出故障的性质。 五、实验注意事项 1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的＋、－号后，记入数据表格。 2. 注意仪表量程的及时更换。 六、预习思考题 1. 在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？ 2. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？ 七、实验报告 1. 根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。 2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。
叠加原理的验证作业 【实验名称】叠加原理的验证 【实验目的】 用实验方法验证叠加原理的正确性。 学习复杂电路的连接方法，进一步熟悉直流电流表的使用。 【实验仪器】 直流稳压电源（两台），分别为12V和6V； 万用表； 转换开关（两个）； 标准电阻（三个），分别为100Ω、430Ω和180Ω。 【实验原理】 叠加原理是指几个电源在线性电路的任何部分共同作用所产生的电流和电压等于这些电源单独地在该部分所产生的电流或电压叠加的结果。 【实验内容】 按照所给的电路图搭建电路（图1）。 【实验步骤】 （1）测出S1接1端，同时S2接1端时的电流IL。 （2）将开关S1接至1端，S2接至2端，使12V电源单独作用，测出此时通过R1的电流I11和通过R2的电流I21；将开关S1接至2端，S2接至1端，使6V电源单独作用，测出此时通过R1的电流I12和通过R2的电流I22；令I1=I11+I12，I2=I21+I22，注意电流的方向和符号。 将上述2步所测数据填写到表1。（单位：mA） （3）测出S1接1端，S2接2端，各支路的电压U1、U2、UL。 （4）测出S1接2端，S2接1端，各支路的电压U1、U2、UL。 （5）测出S1接1端，S2接1端，各支路的电压U1、U2、UL。 将上述3组所测数据分别填入表2。（单位：V） 图1 实验电路
实验报告 姓名：孟庆亮 报名编号：C0731701101410809000004 学习中心：河北沧州黄骅奥鹏学习中心 层次：专升本（高起专或专升本） 专业：专升本电气工程及其自动化 （一）填写数据表格 表1：叠加原理的验证—数据记录（1） 表2：叠加原理的验证—数据记录（2） （二）实验结论 叠加原理是指几个电源在线性电路的任何部分共同作用所产生的电流和电压等于这些电源单独地在该部分所产生的电流或电压叠加的结果。
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#。
仲恺农业工程学院实验报告纸信息科学与工程（院、系）网络工程专业132 班组电工与电子技术课 一、实验目的 验证线性电路中叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解 二、原理说明 叠加原理指出：在有几个独立源共同作用的线性电路中，通过某个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和 三、实验设备及器件 （1）直流稳压电源+V，+12V切换。 （2）可调直流稳压电源0-30V。 （3）直流数字电压表、直流数字毫安表各1只。 （4）叠加原理实验线路板 四、实验内容 （1）按图5-2电路接线，E1为+6V，+12V切换电源，取E1=+12V，E2为可调直流稳压电源，调至+6V。 （２）令Ｅ１电源单独作用时（将开关Ｓ１投向Ｅ１侧，开关Ｓ２投向短路侧），用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量个支路电流及各电阻元件两端电压，数据计入表５－２中。 （３）令Ｅ２电源单独作用时（将开关Ｓ１投向短路侧，开关Ｓ２投向Ｅ２侧），重复实
验步骤（２）的测量和记录。 （４）令Ｅ１和Ｅ２共同作用时（将开关Ｓ１和Ｓ２分别投向Ｅ１和Ｅ２侧），重复上述的 测量和记录。 （５）将Ｅ２数值调至＋１２Ｖ，重复上述第（３）项的测量并记录。 （６）将Ｒ５换成一只二极管ＩＮ４００７（即将开关Ｓ３投向二极管Ｄ侧）重复（１）－（５）的测量过程，数据计入表５－３中。 五、实验内容 （１）叠加原理中Ｅ１，Ｅ２分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（Ｅ１或Ｅ２）置零（短路）？ 答：单独作用时直接切断一个电压源。置其短接 （２）实验电路中，若有一个电阻改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？ 为什么？ 答：不成立，因为二极管是单向流动的。 （３）根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性。 答：根据实验数据，两个电压源单独作用时的数据相加等于两个电压源同时作用的总和。 （４）各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据进行计算并作出结论 不能，功率不是线性的，两个电源单独作用的功率相加大于两个电源共同作用的功率。 （５）通过实验内容（６）及实验数据分析，你能得出什么样的结论？ 表５－２线性电路实验数据
实验四 抽样定理与信号恢复 一、实验目的 1. 观察离散信号频谱，了解其频谱特点； 2. 验证抽样定理并恢复原信号。 二、实验设备 1. 双踪示波器 1台 2. 信号系统实验箱 1台 3. 频率计 1台 4. 铆孔连接线 若干 三、实验原理说明 1. 离散信号不仅可从离散信号源获得，而且也可从连续信号抽样获得。抽样信号 Fs （t ）=F （t ）·S （t ），其中F （t ）为连续信号（例如三角波），S （t ）是周期为Ts 的矩形窄脉冲。Ts 又称抽样间隔，Fs=1 Ts 称抽样频率，Fs （t ）为抽样信号波形。F （t ）、S （t ）、Fs （t ）波 形如图5-1。 t -4T S -T S 0T S 4T S 8T S 12T S t t 02 /1τ1 τ2 /31τ2 /1τ1τ2 /31τ2 /1τ-(a) (b) (c) 图5-1 连续信号抽样过程
将连续信号用周期性矩形脉冲抽样而得到抽样信号，可通过抽样器来实现，实验原理电路如图5-2所示。 2. 连续周期信号经周期矩形脉冲抽样后，抽样信号的频谱 ()∑∞ ∞ --?=m s s m m Sa Ts A j )(22 s F ωωπδτ ωτ ω 它包含了原信号频谱以及重复周期为fs （f s = πω2s 、幅度按S T A τSa （2 τ ωs m ）规律变化 的原信号频谱，即抽样信号的频谱是原信号频谱的周期性延拓。因此，抽样信号占有的频带 比原信号频带宽得多。 以三角波被矩形脉冲抽样为例。三角波的频谱： F （jω）=∑ ∞ -∞ =-K k k sa E )2()2( 1 2τπωδππ 抽样信号的频谱： Fs （jω）= 式中 取三角波的有效带宽为31ω18f f s =作图，其抽样信号频谱如图5-3所示。 图5-2 信号抽样实验原理图 )(2 (212s m k s m k k Sa m Sa TS EA ωωωδπ τωτπ --??∑ ∞ -∞ =-∞=1 11 11 2ττπ ω= =f 或
实验二叠加定理的验证 一、实验目的 1．验证叠加定理。 2．加深对电路的电流、电压参考方向的理解。 3．学习通用电工学实验台的使用方法。 4．学习万用表、电压表、电流表的使用方法。 二、实验仪器及元件 1．通用电学实验台1台 2．数字万用表UT61A 1块 3．电阻100Ω1支 220Ω1支 330Ω1支 三、实验电路 叠加原理指出：在有几个独立电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。具体方法是：一个电源单独作用时，其他的电源必须置为零（电压源短路，电流源开路）；在求电流或电压的代数和时，当电源单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方向一致时，符号取正，否则取负。 叠加原理反映了线性电路的叠加性，叠加性只适用于求解线性电路中的电流、电压。对于非线性电路，叠加性不再适用。 在本实验中，用直流稳压电源来近似模拟理想电压源，由其产生的误差可忽略不计，这是因为直流稳压电源的等效内阻很小。 + U - + U2 -图1—1 验证叠加定理电路 四、实验方法 1．首先粗调好直流稳压电源，使其两路输出U1、U2均在10V以下，最大不得超过14V。 2．按照实验电路图1—1接线，经过老师检查无误后，方可开始实验。 3．测量U1、U2两个电源共同作用下的电路响应： ●将电路中ef、gh、jk三处分别用短接线短接； ●用万用表测量电源U1、U2的准确电压值； 1
●用万用表测量k、m两点之间的电压值，即R3支路的电压响应U km； ●断开ef间的短接线，在ef之间接入直流电流表测量R1支路的电流响应I1； ●同样方法，再次测量R2、R3支路的电流响应I2和I3； ●将实验数据记录入表1—1中。 4. 测量电源U1单独作用下的电路响应： ●将电路中ef、gh、jk三处分别用短接线短接； ●断开电源U2，将c、d两点用短接线短接； ●用万用表测量k、m两点之间的电压值，即R3支路的电压响应U km； ●断开ef间的短接线，在ef之间接入直流电流表测量R1支路的电流响应I1； ●同样方法，再次测量R2、R3支路的电流响应I2和I3； ●将实验数据记录入表1—1中。 5. 测量电源U2单独作用下的电路响应：断开电源U1，接入U2，重复上一步骤测量。 五、注意事项 1．每次使用万用表之前要检验其档位是否正确，切不可用电流档测量电压，也不可带电测量电阻。 2．要注意U1、U2单独作用时，电路中电流I1、I2的实际流向。 3. 某电源单独作用时，注意“不作用”电源的处理方法。 六、实验数据及分析 表1—1 七、回答问题 1．验证叠加原理时，如果电源内阻不可忽略，实验如何进行？ 2．根据实验数据，进行分析、比较，来验证线性电路的叠加性，总结实验结论。 3．在验证叠加原理实验数据中，各电阻器件所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用实验数据进行计算并作说明。 2