实验四、信号的分解与合成实验实验报告(报告人 09光信2) 联系客服

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当基波与各高次谐波相位差为0(即过零点重合)时,波形分别如

0图2-7-5所示。

(三) 锯齿波的合成

五、 实验过程原始记录(数据、图表、计算等)

(1)接通XPF-4型谐波分析仪、信号发生器和示波器的电源,拨动“电源”开关,指示灯亮。

(2)参照图2-7-6,将XPF-4型谐波分析仪产生的频率f?100Hz左o右,有效值U=2.3V的矩形波接到滤波器的输入端。

(3)确定各次谐波的相位及幅值(实验仪器的原理方框图2-7-6所示)

①相位调节:先将相位调节旋钮?1、?2、...、?7均逆时针调至0,用示波器观察各谐波通过相位调节器之后是否与基波同相。若不能达到同相的关系,调节相位调节器使之与基波同相。

注:相位调节时,应保持基波相位相对不变,让其他高次谐波的相位与基波相位同相。

②幅度调节:先把正反相选择开关K1、...、“正K2、K7全部置于相”位置,然后将开关K‘闭合,其余开关K2’、...、K7’全部置于“地”1的位置,用数字外用表或示波器测fo端电压。调整A1电位器,使幅度调节器A1的输出电压(基波成分)为1V(可以是幅度,也可以是有效值);将开关K‘置于“地”位置,开关K2’闭合,调整A2电位1器,使幅度调节器A2的输出电压为基波电压1/2;以此类推用同样的方法调整A3~A7电位器,使相应的幅度调节器的输出电压为基波电压的1/3至1/7。

(4)将锯齿波接入示波器的X轴(即示波器的CH1通道),再把各幅度调节器调好幅度的各次谐波依照要求送入加法器,然后将加法器输出的波形(即基波与各次谐波相叠加的波形)送入示波器的Y轴(即示波器的CH2通道),观察各高次谐波与基波叠加结果是否与正确图形一致(如图2-7-2所示)。

‘0

双波叠加法:把基波分别与3、5、7次谐波进行叠加,在输出端观察

并记录叠加结果(正确图形如图2-7-8所示)。

多波叠加法:把基波同时与3、5、7次谐波进行叠加(如图2-7-9所

示),在输出端观察并记录叠加结果。

六、实验结果及分析

(1)绘制带通滤波器的幅频特性曲线,并确定滤波器的中心频率、上限频 率、下限频率及品质因数。

(2)先在一个坐标系内绘制理论上,锯齿波按傅里叶级数分解的各高次谐波波形。

(3)然后,在另一个坐标系内绘制实验得到的各次谐波的波形,并分析与理论上的情况有什么不同?

(4)分别画出下列合成情况的波形: ①将基波与三次谐波进行合成的波形;

②基波同时与3、5次谐波进行合成的波形;

③基波同时与3、5、7次谐波进行合成的波形;

④基波同时与2、3、、4、5、6、7次谐波进行合成的波形;

(5)画出锯齿波信号分解后,鉴别基波与各高次谐波的李沙育图形。

(6)分析相位、幅值在波形合成中的作用。

(7)根据实验数据画出锯齿波的幅度谱。

(8)按照正确的相位和幅值关系合成一个周期的三角波,记录合成步骤、要