信号的卷积实验

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1、深圳大学实验报告课程名称：信号与系统实验项目名称学院专业指导教师报告人_学号「班级：—实验时间：实验报告提交时间：教务处制一、实验目的1、掌握信号的卷积运算。2、掌握系统的输入、单位冲激响应和输出间的卷积关系。二、实验内容1、测量信号的卷积运算并与理论计算值比较。三、实验仪器1、信号与系统实验箱一台(主板)。2、系统吋域与频域分析模块一块。3、20MHz示波器一台。四、实验原理考察卜•图RC积分电路：由电路分析可知，电容两端的电压为:Vc(t)=e叫0_)+丄(DRCe(T)dT其中W)为系统的输入信号，以⑴为系统的输岀信号，％(0)为电容C两端的起始电压,乂称为系统的初始状态。若^(0)

2、=0,则上式为ff1--(/Y)v^=^ceRCZ显然，上图电路系统等价于如下LTI系统，其中,x(t)=e(r)u(t),y(t)=以⑴,1亠h(t)=—e2为系统的单位冲激响应。RC其输入输出符合卷积运算：Xr)=x(r)*/z(r)o五、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，）。2、接通主板上的电源，同时按下木模块的电源开关S1,将“函数信号发生器”模块中的输出通过导线引入到“零输入零状态响应”的输入端。（将“波形选择”拨到方波“频率调节”用于在频段内的频率调节，“占空比”用于脉冲宽度的调节，可改变以上的参数进

3、行相关的操作）。3、用示波器的两个探头，一个接函数信号发生器输出作同步，一个用于观察输出信号的波形，观察在输入信号的高电平时段对应的输出信号。4、改变函数信号发生器的“频率调节”、“幅度调节”电位器，观察相应的输出信号。5、将输入信号分别设置为正弦波和三角波，观察输出信号。6、改变本实验的开关K1的位置，观察到的是不同系统卜•的输出信号，比较输入信号分别是方波、正弦波和三角波时两个系统的输岀信号。K、实验结果：1绘制出所观察到的输入和输出波形。原始输出波形：分析:这是电容RC积分电路的实验效果.根据电容的充放电特性，电容充放电是一个缓慢的过程，所以，它所体现出来的曲线并不是百分百是一个规范

4、的高低电平的脉冲，而是会有一个连续弯曲的变化过程•正如实验所示那样.改变了函数信号发牛•器的“频率调节”“幅度调节”电位器观察到的输出信号:分析:信号发牛•器的频率一旦改变，电容充放电的速度也随著改变，因此便出现了如上图所示的实验效果图.其中，更是出现了一些类似毛刺的东西•使得过滤器观察到的曲线很不规则・但是，这是正常的情况.将输入信号分别设置为匸弦波和三角波观察到的输出信号：改变本实验的开关K1的位置，观察到得不同系统下的输出信号（输入信号分别为方波，匸弦波，三角波人2、通过绘制出的波形，和理论计算的结果进行比较。实验绘制出的波形，和理论计算的结來很接近.七、实验测试点的说明1、测试点分

5、別为：“输入”（孔和测试钩）：系统的输入端。“输出”：系统的输出端。“GND”：与实验箱的地相连。2、调节点分別为：“S1”：此模块的电源开关。实验结论:此次我们做的是信号的卷积实验，是信号系统中一个重要的实验•因为任一个线性系统的输出都可以通过将输入信号与系统函数（系统的冲激响应）做卷积获得.卷积是很重要的一种运算方法和思维.通过这次实验.线性系统的输入信号和输出信号ZI'可的关系，在吋域可用卷积运算来表达.指导教师批阅意见:成绩评定:指导教师签字：年月FI备注:注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10L1内

6、。