信号与系统实验箱

实验一信号与系统认知一、实验目的1、了解实验室的规章制度、强化安全教育、说明考核方法。

2、学习示波器、实验箱的使用、操作知识；3、学习常用连续周期信号的波形以及常用系统的作用。

二、实验仪器1、信号与系统实验箱（本次实验使用其自带的简易信号源，以及实验箱上的“信号通过系统”部分。

）2、示波器三、实验原理1、滤波器滤波器是一种常用的系统，它的作用为阻止某些频率信号通过，或只允许某些频率的信号通过。

滤波器主要有四种：这是四种滤波器的理想状态，实际上的滤波器只能接近这些效果，因此通常的滤波器有一些常用的参数：如带宽、矩形系数等。

通带范围：与滤波器最低衰减处比，衰减在3dB以下的频率范围。

2、线性系统线性系统是现实中广泛应用的一种系统，线性也是之后课程中默认为系统都具有的一种系统性质。

系统的线性表现在可加性与齐次性上。

齐次性：输入信号增加为原来的a倍时，输出信号也增加到原来的a倍。

四、预习要求1、复习安全操作的知识。

2、学习或复习示波器的使用方法。

3、复习典型周期信号的波形及其性质。

4、复习线性系统、滤波器的性质。

5、撰写预习报告。

五、实验内容及步骤1、讲授实验室的规章制度、强化安全教育、说明考核方法2、通过示波器，读出实验箱自带信号源各种信号的频率范围（1）测试信号源1的各种信号参数，并填入表1-1。

（2）测试信号源2的各种信号参数，并填入表1-2。

3、测量滤波器根据相应测量方法，用双踪示波器测出实验箱自带的滤波器在各频率点的输入输出幅度（先把双踪示波器两个接口都接到所测系统的输入端，调节到都可以读出输入幅度值，并把两侧幅度档位调为一致，记录下这个幅度值；之后，将示波器的一侧改接入所测系统的输出端，再调节用于输入的信号源，将信号频率其调至表1-3中标示的值，并使输入信号幅度保持原幅度值不变。

观察输出波形幅度的变化，并与原来的幅度作比较，记录变化后的幅度值。

），并将相应数据计入表1-3中。

4、测量线性系统（1）齐次性的验证自选一个输入信号，观察输出信号的波形并记录输入输出信号的参数，将输入信号的幅度增强为原信号的一定倍数后，再对输入输出输出参数进行记录，对比变化前后的输出。

第一章 信号与系统综合实验概述 第一节 RZ8663信号与系统模块组成介绍“RZ8663信号与系统实验箱”是在多年开设信号与系统实验的基础上，经过不断改进研制成功的。

是专门为《信号与系统》课程而设计的，提供了信号的频域、时域分析的实验手段。

利用该实验箱可进行阶跃响应与冲激响应的时域分析；借助于ＤＳＰ技术实现信号卷积、信号频谱的分析与研究、信号的分解与合成的分析与实验；抽样定理与信号恢复的分析与研究；连续时间系统的模拟；一阶、二阶电路的暂态响应；二阶网络状态轨迹显示、各种滤波器设计与实现等内容的学习与实验。

实验箱采用了DSP数字信号处理新技术，将模拟电路难以实现或实验结果不理想的“信号分解与合成”、“信号卷积”等实验得以准确地演示，并能生动地验证理论结果；系统地了解并比较无源、有源、数字滤波器的性能及特性，并可学会数字滤波器设计与实现。

实验箱配有DSP标准的JTAG插口及DSP同主机PC机的通信接口，可方便学生在我们提供的软件的基础上进行二次开发（可用仿真器或不用仿真器），完成一些数字信号处理、ＤＳＰ应用方面的实验。

如：各种数字滤波器设计、频谱分析、卷积、Ａ／Ｄ转换、Ｄ／Ａ转换、ＤＳＰ定时器的使用、ＤＳＰ基本Ｉ／Ｏ口使用等。

该实验箱的系统分布图如图1-1所示。

图1-1 RZ8663实验系统分布示意图它由以下模块组成：1.电源输入模块2.信号源模块3.数字滤波器模块4.主机接口与二次开发区5.数字信号处理器模块6.CPLD编程开放模块7.信号分解与合成模块8.信号卷积实验模块9.一阶电路暂态响应模块10.二阶电路传输特性模块11.二阶网络状态轨迹模块12.阶跃响应与冲激响应模块13.抽样定理模块14.模拟滤波器模块15.基本运算单元与连续系统的模拟模块16.频率表与毫伏表各模块的的具体作用将在第二节中介绍。

第二节 各实验模块介绍在本节中，将分别介绍实验平台上的各个模块单元。

在第一节的系统介绍中，已介绍了本实验系统由16个模块组成。

高校通信实验室建设总体方案南京哲华科技有限公司二0 0六年二月通信专业所涉及的方向众多，如程控、光纤、微波、短波、卫星、移动、网络等等，而每一个方向在通信领域都十分重要。

如果在通信专业建设时面面俱到，则很难将有限的教学资金用在关键之处。

同时增加教学实施难度，学生也很难学到急需的有用知识。

近年来我国不少专家呼吁在教学改革中实施厚基础、宽专业，不必对专业分得过多、过细。

在通信实验室的建设方面也应这样。

通信实验室一般可分为四种类型：（1）基础实验室：以高频电子线路、信号与系统、通信原理为主要实验内容；（2）应用实验室：以DSP实验、FPGA实验、单片机实验为主要实验内容；（3）专业实验室：以数字传输技术、光纤通信、移动通信、程控交换等为主要实验内容；（4）综合实验室：以通信设备综合实习、学生毕业设计课程为主要实验内容；学校对通信专业实验室建设时应以通信基础实验室建设为中心、以关键技术或自身技术优势进行专业实验室的建设、以科研带动综合实验室的建设。

同时对实验室建设时要注重教学、科研设备的统一。

一、对通信实验室建设的要求：（1）重点建设通信基础实验室：对于信号与系统、通信原理课程应加大力度，保证每个学生人手一台实验设备，发挥学生做实验时的主动性与创造性。

（2）加强学校重点研究方向的通信专业实验室建设：由于专业实验室可选项目众多，在建设时一般优先考虑学校在各研究方向上的特点，有选择地建设具有自身优势的研究方向。

这样一般可以让学生在较好的师资环境下学到知识，另一方面在实验室的建设过程中反过来也加强了学校在该方向的研究力量（主要是人才与设备）。

（3）加强热门研究方向实验室的建设：在通信技术中由于技术发展的成熟程度不同，对于已经十成熟的通信技术一般不宜安排更多的实验项目：如PCM、CVSD传输系统。

同时对于一些目前使用不多的通信技术也不宜安排过多的实验项目。

而对于正在兴起的通信技术（或者人们常说的热门技术）一般要安排一定的实验内容，因为这些内容是学生们毕业之后走上工作岗位即将面临的通信技术，同时也有利于学校教学水平与科技力量的提高。

YUY-XH1信号与系统综合实验箱YUY-XH1信号与系统综合实验箱是在前款的优势基础上开发出的又一新型“信号与系统”实验系统。

根据《信号与系统》和《数字信号处理》两门课相互关联的特点，在总结信号与系统实验教学经验，并结合数字信号处理技术、DDS技术，开发出的新型“信号与系统”实验箱。

它既可完成传统实验箱所有信号系统实验；又可完成传统实验箱难以完成或结果不理想的信号分解、信号与系统卷积、数字滤波器等实验；同时也能做“数字信号处理”和“DSP应用”实验；实验箱采用了正面贴膜工艺，增加了USB通信接口，可完成虚拟仪表功能和多种常见信号观测功能。

系统既美观又稳定可靠，方便管理。

适合专科、本科、研究生和研发人员使用。

与同类产品比较，YUY-XH1信号系统优势：YUY-XH1信号系统实验箱基于数字信号处理技术、DDS技术、虚拟仪表技术，既能完成传统的信号系统实验；又能完成传统实验箱难以完成的“信号卷积“、“任意信号分解”、“数字滤波器在线设计与实现”、“任意信号的实时频谱分折（虚拟频谱仪）”等实验；同时又有开发开放区便于学生进行二次开发。

1.内置DDS信号源，可产生：正弦波、三角波、占空比可变的脉冲信号、扫频信号、半波、全波等；2.内置数字频率计：0HZ～250KHZ；3.内置数字豪伏表：0V～10V；4.复杂信号的抽样与恢复；5.信号的卷积；6.各种无源、有源模拟滤波器设计、仿真、验证（提供整套仿真课件）7.数字滤波器的在线设计、实现（提供整套在线设计、下载软件）8.方波信号的分解与合成；9.任意信号的分解与合成；（三角波、正弦波、半波、全波等信号）10.内置USB接口，可实现虚拟示波器、虚拟频谱仪功能；（提供整套示波器显示、任意信号频谱分折软件）一、产品图片二、产品特点1．信号源采用DDS新技术，可产生高纯度的正弦波，信号频率在0MHZ～250KHZ内可100HZ步长精确可调，对学生研究信号频谱很有帮助。