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无失真传输课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解无失真传输的概念，掌握其基本原理；2. 学生能描述无失真传输的条件和实现方法；3. 学生能运用相关公式计算无失真传输的参数。
技能目标：1. 学生能分析实际电路中的无失真传输问题，提出解决方案；2. 学生能运用所学知识，设计简单的无失真传输电路；3. 学生能通过实验，验证无失真传输的条件，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，树立探究科学技术的意识；2. 学生培养团队协作精神，学会与他人共同分析问题、解决问题；3. 学生认识到无失真传输在实际应用中的重要性，增强社会责任感。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生为高中二年级学生，具有一定的物理基础和电子技术知识。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力，激发学生的创新思维。
通过课程学习，使学生在掌握无失真传输知识的基础上，培养实际应用能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，提高学生的学习兴趣和积极性。
本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 无失真传输基本概念与原理：- 介绍无失真传输的定义、特点及分类；- 阐述无失真传输的基本原理，包括电压、电流的传输过程；- 分析无失真传输的条件，如负载匹配、信号频率等。
2. 无失真传输电路分析与设计：- 讲解典型无失真传输电路的组成、工作原理及性能分析；- 引导学生运用相关公式和定理进行电路参数计算；- 通过实例分析，指导学生设计简单的无失真传输电路。
3. 无失真传输实验与验证：- 制定实验方案，明确实验目的、步骤和注意事项；- 指导学生搭建实验电路，进行无失真传输实验；- 分析实验结果，验证无失真传输条件，总结实验经验。
教学内容安排与进度：1. 第1课时：无失真传输基本概念与原理；2. 第2课时：无失真传输电路分析与设计；3. 第3课时：无失真传输实验与验证。
实验一零输入响应零状态响应一、实验目的1、掌握电路的零输入响应。
2、掌握电路的零状态响应。
3、学会电路的零状态响应与零输入响应的观察方法。
二、实验内容1、观察零输入响应的过程。
2、观察零状态响应的过程。
三、实验仪器1、信号与系统实验箱一台（主板）。
2、系统时域与频域分析模块一块。
3、20MHz示波器一台。
四、实验步骤1、把系统时域与频域分析模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源（看清标识，防止接错，带保护电路），并打开此模块的电源开关。
2、系统的零输入响应特性观察（1）接通主板上的电源，同时按下此模块上两个电源开关，将“时域抽样定理”模块中的抽样脉冲信号（SK1000用于选择频段，“频率调节”用于在频段内的频率调节，“脉宽调节”用于脉冲宽度的调节，以下实验都可改变以上的参数进行相关的操作），通过导线引入到“零输入零状态响应”的输入端。
（2）用示波器的两个探头，一个接输入脉冲信号作同步，一个用于观察输出信号的波形，当脉冲进入低电平阶段时，相当于此时激励去掉，即在低电平时所观察到的波形即为零输入信号。
（3）改变本实验的开关SK900的位置，观察到的是不同情况下的零输入响应，进行相应的比较3、系统的零状态响应特性观察（1）观察的方法与上述相同，不过当脉冲进入高电平阶段时，相当于此时加上激励，即此时零状态响应应在脉冲的高电平进行。
（2）改变本实验的开关SK900的位置，观察到的是不同系统下的零状态响应，进行相应的比较。
五、实验报告1、用两个坐标轴，分别绘制出零输入和零状态的输出波形。
2、通过绘制出的波形，和理论计算的结果进行比较。
六、实验思考题根据实验提供的实验元件，计算RC串联电路系统的零状态和零输入过程。
七、实验测试点的说明1、测试点分别为：“输入”（孔和测试钩）：阶跃信号的输入端。
“输出”：零输入和领状态的输出端。
“GND”：与实验箱的地相连。
2、调节点分别为：“S9”：此模块的电源开关。
信号与系统实验报告2、信号与系统实验箱一台。
3、系统频域与复域分析模块一【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 e（t），响应信号为 r(t)，无失真传输的条件r(t)=Ke(t-t)（1）式中 K 是一常数，t 为滞后时间。
满足此条件时， r(t)波形是 e(t) 波形经t 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 H ( j ω) 应提出怎样的要求设 r(t )与 e (t ) 的傅立叶变换式分别为 R( jω)与 E(jω)。
借助傅立叶变换的延时定理，从式（1）可以写出R(jω)=KE(jω)e^-jωt 。
(2)此外还有 R(jω)=H(jω)E(jω)(3) 所以，为满足无失真传输应有H(jω)=Ke^-jωt （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。
中北大学课程设计任务书2011/2012 学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：学生姓名：学号：课程设计题目：无失真数字基带信号传输起迄日期: 2012年6月4日~ 2012年6月22日课程设计地点:指导教师:系主任：下达任务书日期: 2012年 6月 4日课程设计任务书1课程设计任务书目录一、设计目的 (1)二、设计任务与要求及软件介绍 (1)三、设计步骤 (4)1、实验预习 (4)2、设计方案 (9)3、实验结果及结果分析 (10)四、设计总结 (13)五、实验心得 (14)六、参考文献 (14)一·实验目的1、通过本课程设计的学习，学生将复习所学的专业知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力；2、掌握Matlab或SystemView的使用方法，能熟练运用该软件设计并仿真通信系统；3、熟悉用数字基带信号传输的原理与方法；4、通过仿真观察输入输出信号的波形及其特征；5、通过信息处理实践的课程设计，掌握设计信息处理系统的思维方法。
二·设计任务与要求及软件介绍1)设计任务及要求：1、系统采样频率为学号（两位尾号）KHz，信号源幅度5V，码速率100bps的伪随机信号，2、抽头个数为259的FIR低通滤波器，滤波器的截止频率为100Hz，在120Hz处有-60dB的衰落。
3、分析衰减系数；2）软件介绍：MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
信号通过线性系统的特性分析学号： 1028401083 姓名：赵静怡一、实验目的1、掌握无失真传输的概念以及无失真传输的线性系统满足的条件2、分析无失真传输的线性系统输入、输出频谱特性，给出系统的频谱特性3、掌握系统幅频特性的测试及绘制方法二、实验原理通过频谱分析可以看出，在一般情况下线性系统的响应波形与激励波形是不同的，即：信号在通过线性系统传输的过程中产生了失真。
线性系统引起的信号失真是由两方面的因素造成的，一是系统对信号中各频率分量的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，造成幅度失真；一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，是响应各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，造成相位失真。
线性系统的幅度失真一相位失真都不产生新的频率分量。
对于非线性系统，由于其非线性特性，对于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。
为了实现信号无失真传输，线性系统应该满足：jwtjwR-kEjwe(。
)(=)在信号无失真传输时，系统函数应该为：jwtH-jwke(。
)=因此，为了实现任意信号通过线性系统不产生波形失真，该系统应满足一下两个理想条件：⎪⎩⎪⎨⎧-==wtw kjw H )()(φ若R 1C 1=R 2C 2，该系统无线性失真。
三、实验内容1．用Multisim 研究线性电路的非线性失真 （1）绘制测量电路R1220ΩR2220ΩC110nFC210nF1V10 V 5 V0.06msec 0.1msecPULSE 20无失真传输线性系统（2）当Ω=2202R 、k 4k 1、分别观测传输线性系统的幅频特性和相频特性，绘出幅频特性和相频特性曲线。
如上图，加上BIPOLAR_VOLTAGE 信号源（3）分别输入占空比60%频率为1K、10k、50k，幅度1V的方波，R2=220Ω，1000Ω，4000Ω分别观测输入和输出信号4个周期的波形，分别画出曲线。
R1220ΩR2 220ΩC1 10nFC210nF1V11kHz1 V2仿真电路图①输入1k方波时，R2=220Ω，1000Ω，4000Ω的输入和输出信号的波形：②输入10k方波时，R2=220Ω，1000Ω，4000Ω的输入和输出信号的波形：③输入10k方波时，R2=200Ω，1000Ω，4000Ω的输入和输出信号的波形：（4）根据（2）（3）的仿真结果，分析R2=220Ω，1000Ω，4000Ω三种电路的失真/非失真现象（什么情况失真？什么情况不失真（近似））。
本科实验报告实验名称：信号的无失真传输学院年级：专业：学号：姓名：专业：学号：姓名：一、实验目的1、理解无失真传输的条件2、学习采用实际信号测试系统是否失真的方法二、实验原理参见实验指导书三、实验设备1、无失真传输模块S5 1块2、信号源及频率计模块S2 1块3、20M双踪示波器 1台四、实验内容1、观察无失真传输系统对信号的传输作用2、比较周期正弦波、方波、三角波三种信号通过失真传输系统的失真程度五、实验结果与分析1.连接实验箱模块和示波器。
3.保持R2旋钮位置不变，观察以下几种输入信号是否能被无失真传输，并记录四种情况下的输入输出信号波形。
（1）改变输入方波的频率（2）改变输入方波的幅度（3）将输入波形切换为正弦波，并改变其频率和幅度（4）将输入波形切换为三角波，并改变其频率和幅度4.将R2旋钮位置调至无失真刻度的1/2，此时系统成为失真传输系统。
观察并记录以下三种情况下的输入输出信号波形，比较它们的失真程度。
（1）将输入波形设置为频率1KHz的周期方波（2）将输入波形设置为频率1KHz的周期三角波（3）将输入波形设置为频率1KHz的正弦波5.将R2旋钮位置调至最大，此时系统仍是失真传输系统。
观察并记录以下三种情况下的输入输出信号波形，比较它们的失真程度。
（1）将输入波形设置为频率1KHz的周期方波（2）将输入波形设置为频率1KHz的周期三角波（3）将输入波形设置为频率1KHz的正弦波七、实验思考题1.当系统处于失真传输状态时，正弦波通过该系统是否存在失真？为什么？不存在，正弦函数通过系统，幅度改变|H(jw)|的大小,相位改变H（jw）的相位，所以不失真。
2.在信号的无失真传输部分的步骤1中，为什么选择周期方波作为输入信号来测试系统是否达到无失真传输状态？能否换用正弦波或周期三角波？因为方波的频域为辛格函数，频域从正无穷到负无穷，可以检验所有频率范围的失真情况。
不能，正弦函数通过系统不失真。
