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实验一 抽样定理一、实验目的：1 了解电信号的采样方法与过程以及信号恢复的方法。
2验证抽样定理，加深对抽样定理的认识和理解。
二、原理说明：离散时间信号可以从离散信号源获得，也可以从连续时间信号经抽样而获得。
抽样信号fs （t ）可以看成是连续信号f （t ）和一组开关函数s （t ）的乘积。
即：)()()(t s t f t f s ⨯=如图1-1所示。
Ts 为抽样周期，其倒数fs=1/Ts 称为抽样频率。
图1-1 对连接时间信号进行的抽样对抽样信号进行傅立叶分析可知，抽样信号的频谱包含了原连续信号以及无限个经过平移的原信号频谱。
平移后的频率等于抽样频率fs 及其各次谐波频率2fs ，3fs ，4fs ，5fs ……。
当抽样信号是周期性窄脉冲时，平移后的频谱幅度按()xx sin 规律衰减。
抽样信号的频谱是原信号频谱的周期性延拓，它占有的频带要比原信号的频谱宽很多。
正如测得了足够的实验数据以后，我们可以在坐标纸上把一系列数据点连接起来，得到一条光滑的曲线一样，抽样信号在一定条件下也可以恢复为原信号。
只要用一个截止频率等于原信号频谱中最高频率f max 的低通滤波器，滤除高频分量，经滤波后得到的信号包含了原信号频谱的全部内容，故在低通滤波器的输出可以得到恢复后的原信号。
（a ）连续信号的频谱（b ）高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠）（c ）低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）图1-2 冲激抽样信号的频谱图但原信号得以恢复的条件是fs>2B，其中fs为抽样频率，B为原信号占有的频带宽度。
而f min=2B为最低的抽样频率，又称为“奈奎斯特抽样率”。
当fs<2B时，抽样信号的频谱会发生混叠，从发生混叠后的频谱中，我们无法用低通滤波器获得原信号频谱的全部内容。
在实际使用中，仅包含有限频谱的信号是极少的，因此即使fs =2B，恢复后的信号失真还是难免的。
图1-2画出了当抽样频率fs>2B（不混叠时）及fs<2B （混叠时）两种情况下冲激抽样信号的频谱图。
实验报告1：自由衰减法测量单自由度系统的固有频率和阻尼比姓名：刘博恒学号：1252227专业：车辆工程(汽车) 班级：12级日期：2014年12月25日组内成员张天河、刘嘉锐、刘博恒、马力、孙贤超、唐鑫一、实验目的1.了解单自由度自由衰减振动的有关概念。
2.学会用数据采集仪记录单自由度系统自由衰减振动的波形。
3.学会根据自由衰减振动波形确定系统的固有频率和阻尼比。
二、实验原理由振动理论可知，一个单自由度质量－弹簧－阻尼系统，其质量为m(kg)，弹簧刚度为K(N m⁄)，粘性阻尼系数为r(N∙m s⁄)。
当质量上承受初始条件（t=0时，位移x=x0，速度ẋ=ẋ0）激扰时，将作自由衰减振动。
在弱阻尼条件下其位移响应为：x=Ae−nt sin(√p2−n2t+φ)式中：n=r2m为衰减系数（rad/s）p=√Km为固有圆频率（rad/s）A=√ẋ02+2nẋ0x0+p2x02p2−n2为响应幅值（m）φ=tan−1x0√p2−n2ẋ0+nx0为响应的相位角（rad）引入：阻尼比ξ=np对数衰减比δ=ln A1A3则有：n=δT d而T d=1f d =√p2−n2f d=p d2π=√p2−n22π为衰减振动的频率，p d=√p2−n2为衰减振动的圆频率。
在计算对数衰减比时，考虑到传感器的误差及系统本身迟滞，振动的平衡点位置可能不为0，因此可以使用相邻周期的峰峰值来代替振幅值计算，即δ=ln A1+A2A3+A4。
从衰减振动的响应曲线上可直接测量出δ、T d，然后根据n=δT d 可计算出n；T d=1f d=√p2−n2计算出p；ξ=np可计算出ξ；n=r2m计算出r；f0=p2π=12π√Km计算出无阻尼时系统的固有频率f0；T0=1f =2π∙√mK计算出无阻尼时系统的固有周期T0。
三、实验方法1)将系统安装成单自由度无阻尼系统，在质量块的侧臂有一个“测量平面”，用于电涡流传感器拾振。
非线性电子线路实验指导书自动化与电子信息学院实验中心实验注意事项1、本实验系统接通电源前请确保电源插座接地良好。
2、每次安装实验模块之前应确保主机箱右侧的交流开关处于断开状态。
为保险起见，建议拔下电源线后再安装实验模块。
3、安装实验模块时，模块右边的双刀双掷开关要拨上，将模板四角的螺孔和母板上的铜支柱对齐，然后用黑色接线柱固定。
确保四个接线柱要拧紧，以免造成实验模块与电源或者地接触不良。
经仔细检查后方可通电实验。
4、各实验模块上的双刀双掷开关、拨码开关、复位开关、自锁开关、手调电位器和旋转编码器均为磨损件，请不要频繁按动或旋转。
5、请勿直接用手触摸芯片、电解电容等元件，以免造成损坏。
6、各模块中的3362电位器（蓝色正方形封装）是出厂前调试使用的。
出厂后的各实验模块功能已调至最佳状态，无需另行调节这些电位器，否则将会对实验结果造成严重影响。
若已调动请尽快复原；若无法复原，请与指导老师或直接与我公司联系。
7、在关闭各模块电源之后，方可进行连线。
连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻插轻放，检查无误后方可通电实验。
拆线时若遇到连线与孔连接过紧的情况，应用手捏住线端的金属外壳轻轻摇晃，直至连线与孔松脱，切勿旋转及用蛮力强行拔出。
8、按动开关或转动电位器时，切勿用力过猛，以免造成元件损坏。
目录仪器介绍 (1)实验一三点式正弦波振荡器 (4)实验二模拟乘法器调幅（AM、DSB、SSB） (7)实验三包络检波及同步检波实验 (13)实验四模拟乘法混频 (21)实验五模拟锁相环实验 (26)实验六正交鉴频及锁相鉴频实验 (33)仪器介绍一、信号源本实验箱提供的信号源由高频信号源和音频信号源两部分组成，两种信号源的参数如下：1)高频信号源输出频率范围：400KHz～45MHz（连续可调）；频率稳定度：10E-4；输出波形：正弦波，谐波≤－30dBc;输出幅度：1mVp-p～1Vp-p（连续可调）；输出阻抗：75Ω。
实验要求:1.实验完成后交电子版和纸质版。
2.电子版由各班学委统一收齐后，打包压缩后上传到115网盘，文件名为“信号与系统课件”下的“ 13级信号与系统实验报告”的文件夹中。
每位同学实验报告交word格式，命名必须统一：学号一姓名一班级3.纸质版由各班学委统一收齐后于考前交给我。
实验报告需要有统一的封皮，可在115网盘“信号与系统课件”文件夹中下载。
4.实验报告包括四部分：实验目的、实验原理、实验内容和结果分析(分析可以穿插在每个小的实验后)。
实验一：连续信号和离散信号的表示与卷积一. 实验目的1.学习MATLAB^件产生信号和实现信号的可视化2.学习和掌握连续和离散信号的时域表示方法3.学习和掌握连续信号和离散信号卷积方法二. 实验原理1.信号的表示方法常用信号：连续函数f(t) =Ae at, f (t)二si nft 亠二i离散信号f[n] = Aa n, f[n]二sin yn '-奇异信号：连续函数：冲激函数-(t)，阶跃函数u(t)，矩形冲激函数R(t)离散信号：冲激函数、；[n]，阶跃函数u[n]，矩形脉冲函数 R[n]Q0g[n]二 ' f i [m] f ?[n —m]m-.：：三. 实验内容1.熟悉matlab 工作环境（1） 运行matlab.exe ，进入matlab 工作环境，如图（1）所示。
图1 matlab 工作环境（2） matlab 工作环境由 CommanWindow （命令窗口）、Current Direcroty （当前目录）'Workspace（工作空间）、CommancHistory （历史命令）和Editor （文件编辑器）5部分组成。
其中所 有文件的编辑和调试、运行在Editor 编辑窗口下进行。
程序的运行也可以在命令窗口进行。
程序调试的信息显示在命令窗口。
（3）程序文件的产生：点击菜单 file 下的New 下的M_files ，进入编辑器界面，如图 2。
实验要求 (2)概述 (3)实验一常用信号的分类与观察 (9)实验二信号的基本运算单元 (13)实验三信号的合成 (17)实验四线性时不变系统 (20)实验五信号的抽样与恢复（ＰＡＭ） (23)实验要求1．实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。
预习要求如下：1）认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理。
2）完成各实验“预备知识”中指定的内容。
3）熟悉实验任务。
4）复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。
5）每次实验前写好实验预习报告。
2．使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。
3．实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源。
4．实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。
找出原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验。
5．实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。
6．实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果(数据、波形、现象) 。
所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。
7．实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，将仪器、设备、工具、导线等按规定整理，并将凳子摆放整齐。
8．实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。
概述1.1 电路组成概述在ZH5004“信号与系统”实验箱中，主要由以下功能模块组成：1、基本运算单元；2、信号的合成；3、线性时不变系统；4、零输入响应与零状态响应；5、二阶串联谐振、二阶并联谐振；6、有源与无源滤波器；7、PAM传输系统8、FDM传输系统；9、PAM抽样定理；10、二阶网络状态矢量；11、RC振荡器12、一阶网络13、二阶网络；14、反馈系统应用15、二次开发16、信号产生模块在“信号与系统”实验箱中，电源插座与电源开关在机箱的后面，电源模块在实验平台电路板的下面，它主要完成交流 220V到+5V、+12V、-12V的直流变换，给整个硬件平台供电。
2012级电子信息工程《信号与系统》团队开放性实验指导书一、实验目的电子信息工程专业课程抽象、数学理论复杂。
课程实验大部分属于验证性实验，学生通过机械式连线，微调实验仪器来观察或记录实验数据。
实验过程简单，达不到自主思考、设计、亲自动手解决问题的培养目的。
随着虚拟技术的发展，将计算机软件仿真融入到课程实验中，不仅提高学生自行分析、设计和解决问题的能力，同时降低仪器、操作等带来的实验误差，加大学生综合设计的能力！二、实验选题1、基于simulink的连续时间系统的仿真；2、基于matlab的连续时间信号的表示及时域运算；3、基于matlab的连续时间系统的时域分析；4、基于matlab的连续时间系统的频域分析；5、基于matlab的连续时间系统的复频域分析；6、基于matlab的语音信号的加噪；7、基于matlab的语音信号的去噪；8、基于matlab的图像绘制；9、多信号选择的GUI界面设计；10、基于matlab的连续时间系统的状态变量分析。
三、实验任务书1、基于simulink的连续时间系统的仿真：（1）启动和退出simulink；（2）熟悉simulink模块库；（3）实验要求：对某二阶连续时间系统（微分方程表示）进行模型搭建，并利用示波器仿真。
2、基于matlab的连续时间信号的表示及时域运算；（1）启动和退出matlab；（2）表示阶跃信号、冲激信号、抽样信号和门信号；（3）实现连续时间信号的时域运算。
参考函数symadd symmul subs3、基于matlab的连续时间系统的时域分析（1）启动和退出matlab；（2）显示LTI系统的冲激响应、阶跃响应和零状态响应；参考函数impulse step lsim4、基于matlab的连续时间系统的频域分析；（1）启动和退出matlab；（2）常见信号的频谱图；fourier（3）频谱函数的原函数；ifourier（4）利用频域法求连续时间系统的时域响应。
实验2示波器的原理与应用仪器的使用见课本P35-39页之附录2-A和附录2-B.五．实验数据记录和数据处理参考数据表格见课本P34页【预备问题】1．从CH1通道输入1V、1KHz正弦波，如何操作显示该信号波形？（看P33五个要点口诀）提示：调节亮度、聚焦、“↕垂直位置”和“↔水平位置”旋钮使各旋钮上的指针垂直向上居中；按“AUTO”、“A”和“CH1”键设置工作显示方式；调节CH1通道的Y轴偏转因数“VOLTS/DIY”和水平扫描速率“TIME/DIV”，使波形大小适中（即波形显示2～3个周期、峰峰幅度4～5格)；按“source”键设置CH1或VERT触发，调节“TRIＧ LEVER”旋钮使波形触发同步显示稳定。
2．当波形水平游动时，如何调节使波形稳定？按“source”键设置VERT触发，调节TRIＧ LEVER旋钮使触发同步，波形稳定。
具体操作：（先关闭“MAG”X轴放大，消去“TV”所有触发信号，选择“触发耦合COUPLE”为“AC”触发耦合，）根据波形输入通道（CH1或CH2），选择触发同步的“触发源source”显示“VERT”（或CH1或CH2）设置，调节触发电平“TRIG LEVEL”，使“TRIG LEVEL”旋钮左下角的指示灯“TRIG’D”亮绿灯，则波形稳定。
3．如何测量波形的幅度、周期和频率？（写出间距法的测量公式）提示：调节“↕或↔”波形位置旋钮以便测量；（如P33图2-7）用屏幕上的刻度尺分别测出波形峰峰（即上峰位到下谷位）的垂直距离y和波形一个周期的水平距离x，则峰峰电压U PP= y（cm）×偏转因数k（V/cm），周期T= x (cm) ×扫描速度p（ms/cm），频率f =1/T（Hz）4．调节什么旋纽使李萨如图稳定？提示：示波器在“x-y”工作方式时“触发同步”调节不起作用；李萨如图的稳定性与Y、X两路正弦信号的频率比有关，调节信号发生器的频率旋钮，使两路信号的频率比为简单的整数比，李萨如图才会稳定。
《三维激光扫描测量与数据建模技术》实验报告班级：测研12级姓名：樊鹏昊学号：11081602120032012－2013学年第一学期北京建筑工程学院测绘与城市空间信息学院实验1 图像配准实验一、实验目的和要求1、把不同方位条件下获取的同一物体的多处点云数据进行配准，形成物体的精确三维立体点云数据。
2、熟悉Cyclone软件的功能和基本操作；3、掌握Cyclone软件把不同位置同一物体的点云数据配准的步骤和操作方法；4、通过实验加深对课堂知识的理解，提高实际操作技能。
二、实验内容1．了解Cyclone软件的功能和基本操作。
2．掌握利用Cyclone软件对点云数据进行配准的操作方法。
三、图像配准过程及操作方法1、打开Cyclone软件，在SEVERS文件夹下建立一个数据库，导入要配准的点云数据。
如下图1。
图12、点击数据库下Project1文件夹中S1的Modelspace，打开Modelspace：S1 1：S1 1 View1窗口，把点云模型旋转缩放点到合适位置。
如图2(1)。
3、再打开S3的Modelspace，打开Modelspace：S3 1：S3 1 View1窗口，把点云模型旋转缩放点到合适位置。
如图2(2)。
图2(1) 图2(2)4、在左右窗口中分别选择相同位置的比较规则的点云数据（如铁牛基座的长方体面），进行规则化处理，使用规则化后的面替换原来对应位置的点云数据。
本实验中用到了长方体铁牛基座的上表面和侧面。
5、把规则化后的面进行命名，左右窗口相同位置的点云命名相同。
本实验中长方体的上表面命名为P1，侧面命名为P2。
如图3。
图3(1) 图3(2)6、创建Registration 1，打开Registration窗口，导入各站处理后的数据，在Cloud Constraints Wizard窗口中建立各站之间的约束关系7、在S1和S3点云数据中选择至少3对同名点，进行配准。
8、按Cloud/Mesh-->Cloud Constraint-->Optimize Cloud Aligment顺序进行操作，弹出配准结果，根据结果检验配准精度四、心得和体会通过本实验，学习了Cyclone软件对点云数据进行配准的基本操作。
实验报告姓名学号班级课程教师温州大学瓯江学院信息与电子工程分院实验成绩：指导教师：日期：实验名称实验目的：实验器材与设备：实验要求：实验理论及方法分析：实验步骤、方法与数据：实验结论：实验一 系统的频率特性测量一、实验目的1、 建立系统频率特性的概念，分析简单RC 电路的频率特性。
2、掌握电路频率特性的测量方法。
二、仪器设备1、 信号发生器 型号： 。
2、 低频毫伏表 型号： 。
三、实验要求1、用电阻R （1K ）和电容C(0.01U)构成串联电路，在电路两端输入正弦信号，电容电压为输出电压。
改变正弦信号的频率，观察在不同输入信号频率的情况下，系统的响应。
根据系统输入信号频率和响应的数据，结合电路，分析系统的功能和特性。
2、将上述内容的R 和C 位置交换，重复以上内容。
3、用电阻R （10K ）和电容C(0.1U)重复1、2内容。
四、实验内容及步骤1、滤波器的输入端接正弦信号发生器，滤波器的输出端接交流数字毫伏表。
2、测试。
（1）测试RC 特性。
实验时，必须在保持正弦波信号输入电压（U 1）幅值不变的情况下，逐渐改变其频率，用实验箱提供的数字式真有效值交流电压表（10Hz<f ＜1MHz ），测量RC 滤波器输出端电压U 2的幅值，并把所测的数据记录表一。
注意每当改变信号源频率时，都必须观测一下输入信号1U 使之保持不变。
实验时应接入双踪示波器，分别观测输入1U 和输出2U 的波形（注意：在整个实验过程中应保持1U 恒定不变）。
表一： （2）测试RC 交换后特性R＝1K、C＝0.01uF、放大系数K＝1。
测试方法用（1）中相同的方法进行实验操作，并将实验数据记入表二中。
表二：（3）做内容三。
实验二方波信号的频域分解一、实验目的1、熟练掌握傅立叶级数的理论和方法。
2、熟悉滤波器电路的原理和应用方法。
3、掌握信号的频域分解方法。
二、仪器设备1、信号发生器型号：。
2、低频毫伏表型号：。
3、示波器型号：。
三、实验要求1、由信号发生器产生1KHZ的方波（占空比50%，无直流分量），利用傅立叶级数的理论和方法论证信号中是否包含1KHZ正弦波信号，如果包含，通过实验一中的滤波器电路，对输入信号进行滤波，取出1KHZ正弦波信号。
2、利用傅立叶级数的理论和方法论证信号中是否包含2KHZ正弦波信号，如果包含，通过实验一中的滤波器电路，对输入信号进行滤波，取出1KHZ正弦波信号。
3、同样方法，论证是否包含3KHZ正弦波信号，如果包含，通过实验一中的滤波器电路，对输入信号进行滤波，取出3KHZ正弦波信号。
四、实验内容及步骤1、滤波器的输入端接信号发生器，利用示波器测量输入信号的波形，画出波形，并标出坐标。
2、设计相应RC滤波器电路参数。
3、对方波信号进行滤波，提取正弦信号。
实验三 全波整流电路分析及直流分量的提取一、实验目的1、 熟悉全波整流的电路形式及原理。
2、 熟悉全波整流信号的频谱特征，理解直流信号提取的机理。
3、熟练掌握直流输出信号的纹波电压的含义及测量方法。
二、仪器设备3、 信号发生器 型号： 。
4、 示波器 型号： 。
三、实验要求1、全波整流电路对正弦交流信号进行整流，获得全波整流信号波形；通过电容并联的形式对高次谐波分量滤波，观察电容大小与输出信号的关系。
分别取电容C 为33UF 、100UF 、1000UF, 观察输出信号波形，测量输出直流电压和纹波电压的大小。
2、比较输出直流电压与全波整流信号傅立叶基数中直流分量的大小关系。
四、实验内容及步骤u)6cos 3524cos 1522cos 321(π222L ----=t t t U u ωωω实验四有源滤波器特性测量一、实验目的1、了解有源滤波器系统的频域特性。
2、掌握有源滤波器频率特性的测量方法以及与无源滤波器的区别。
3、深刻理解其传输函数的特点。
二、仪器设备5、信号发生器型号：。
6、低频毫伏表型号：。
三、实验要求1．低通有源滤波器电路如图5-2-16所示，输入端加入Vi=2V，频率为100Hz的正弦信号。
从小逐渐加大信号的频率，测量该电源的幅频特性和截止频率f，改变电路参数，使R 1=6.8KΩ，R2=14KΩ，重复测量并与估算的f相比较；画出特性曲线。
v10K10K图5-2-162．高通滤波器电路如图5-2-17所示，输入端加入Vi=2V，频率为1000Hz的正弦信号。
改变信号发生器的频率，测量该电路的幅频特性和截止频率f；改变电路参数，使R 1=12kΩ，R2=8.2KΩ，重复测量，并与估算的f相比较，画出特性曲线。
v20K20K图5-2-173.带通滤波器电路如图5-2-18所示，输入端输入V i =2V 频率为100Hz 的正弦信号。
改变领事源的频率，测量端电路的幅频特性及上限频率f H 、下限频率f L 和中心频f 0。
C 2图5-2-18四、实验原理1、 有源滤波器的基本性能滤波器是一种电子电路，它能使某一范围内的频率信号顺利通过，而对在此范围的频率信号则产生很大衰减。
它常用在信息的传递和处理，干扰的抑制等方面。
滤波器分为由R 、C 、L 等无源元件组成的“无源滤波器”和由运算放大器及RC 网络组成的“有源滤波器”两种。
后者具有重量轻、体积小、增益可以调节等优点，因而被广泛采用。
2、有源滤波器的工作原理滤波器大多已定型，并根据其发明者的名字加以命名，其中应用最多的是巴特沃斯滤波器。
这种滤波器的幅频特性为()()()m Cj H ωωω/11+=这是低通特性。
在ω=0时，1=H ，H 随ω的增高而下降，当下降到ω=ωC 时， 21=H 。
无论m 取何值，情况都是如此。
ωC 是3dB 截止频率，m 是滤波器的阶数。
m 越大，在通带内频率特性越近于矩形，而在阻带内特性衰减就越快（为-m20dB/+倍频程）。
滤波器是线性电路，其网络函数可表示为：()01101b s b b s a s a s a S H n nm ++⋅⋅⋅⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅⋅⋅⋅+=- 根据网络理论，上式可分解为二阶多项式和一阶多项式乘积的形式，在电路上可用级联的方法加以实现。
因此，二阶滤波器的设计是设计滤波器的基础。
低通、高通，带通和带阻滤波器的二阶网络函数如下：低通型：()2002200ωωω+⎪⎭⎫⎝⎛+=s Q s H S H高通型：()200220ωω+⎪⎭⎫⎝⎛+=s Q s s H S H带通型：()200200ωωω+⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=s Q s s Q H S H带阻型：()()2002220ωωω+⎪⎭⎫⎝⎛++=s Q s s H S H上式中，ω0为特征频率。
对于低通和高通滤波器，ω0即为截止频率ωC ，在带通和带阻滤波器中，ω0是中心频率。
Q 为品质因数。
对低通和高通滤波器而言，Q 直接决定其幅频特性的形状，21〉Q 时，将出现谐振峰，Q 值越大，谐振峰越高。
对带通和带阻滤波器而言，Q 值越大，通带越窄。
H 0为通带内的增益。
由于用运算放大器和RC 网络组成的有源滤波器都有定型电路，在设计滤波器时，只要根据要求选择适当的电路和滤波器的阶数，再由表查出巴特沃斯多项式，其中每一个多项式代表一个有源滤波器。
二次多项式代表二阶滤波器，Q 值就是它的一次项系数的倒数。
例如对m=4的情况，两个二阶滤波器的Q 值分别为1/0.765=1.307和1/1.848=0.541等。
有了ωC 和Q 值就可以利用公式计算出电路元件参数。
巴特沃斯多项式如下 m=1 1+Sm=2 122++S S m=3 ()()112+++S S Sm=4 ()()1847.11765.022++++S S S S m=5 ()()()1618.11618.0122+++++S S S S S m=6 ()()()1931.1121517.0222++++++S S S S S S m=7 ()()()()1802.11246.11445.01222+++++++S S S S S S S m=8 ()()()()1962.11663.11111.11389.02222++++++++S S S S S S S S实验五 无失真传输系统一、实验目的1、了解无失真传输的概念。
2、了解无失真传输的条件。
二、实验仪器1、20MHz 双踪示波器一台。
2、信号与系统实验箱一台。
3、系统频域与复域分析模块一块。
三、实验内容1、观察信号在失真系统中的波形。
2、观察信号在无失真系统中的波形。
四、实验原理1、一般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。
线性系统引起的信号失真有两方面因素造成，一是系统对信号中各频率分量幅度产生不同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。
另一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。
线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。
而对于非线性系统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真，非线性失真可能产生新的频率分量。
所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。
设激励信号为)(t e ，响应信号为)(t r ，无失真传输的条件是 )()(0t t Ke t r -= （1） 式中K 是一常数，0t 为滞后时间。
满足此条件时，)(t r 波形是)(t e 波形经0t 时间的滞后，虽然，幅度方面有系数K 倍的变化，但波形形状不变。
2、对实现无失真传输，对系统函数)(ωj H 应提出怎样的要求？设)(t r 与)(t e 的傅立叶变换式分别为)()(ωωj E j R 与。
借助傅立叶变换的延时定理，从式（1）可以写出0)()(t j e j KE j R ωωω-= （2） 此外还有 )()()(ωωωj E j H j R = （3） 所以，为满足无失真传输应有0)(t j Ke j H ωω-= （4） （4）式就是对于系统的频率响应特性提出的无失真传输条件。
欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统频率响应的幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。
3、本实验箱设计的电路图：（采用示波器的衰减电路）图2 示波器衰减电路计算如右： 2222111122220111)()()(C j R C j R C j R C j R C j R C j R U U H i Ω+Ω+Ω+ΩΩ+Ω=ΩΩ=Ω＝222111222111C R j R C R j R C R j R Ω++Ω+Ω+ （5）如果 2211C R C R = 则 122)(R R R H +=Ω是常数，0)(=Ωϕ （6）式（6）满足无失真传输条件。
