信号实验报告

发布时间:2021-10-30 10:01:31

信号实验报告 本文关键词：信号，实验，报告

信号实验报告 本文简介：学生姓名专业班级学号三、使用仪器、材料同以前四、实验步骤（含简略步骤、电路图）设研究的信号如下：?分别采用1KHz、2KHz和5KHz进行采样，作出原信号和采样信号的图形；?利用重构公式对采样信号进行重构并画出图形，然后与原信号进行比较并给出结论；?分析信号间的频谱关系并解释重构的差异。课程名称实验

信号实验报告 本文内容：

学生

姓名

专业

班级

学号

三、使用仪器、材料

同以前

四、实验步骤（含简略步骤、电路图）

设研究的信号如下：

分别采用1KHz

、2KHz和5KHz进行采样，作出原信号和采样信号的图形；

利用重构公式对采样信号进行重构并画出图形，然后与原信号进行比较并给出结论；

分析信号间的频谱关系并解释重构的差异。

课程名

称

实验

项目

名称

实验项目

验证

演示

综合

设计

其他

指导

老师

成绩

一、

实验目的

学习在Matlab软件下信号的抽样与重构过程的计算机仿真；

学习掌握抽样定理，通过不同抽样频率的取样与重构，加深对定理的理解；

学习Matlab软件在信号处理中的应用。

二、

实验原理

信号的抽样：

信号的重构：

且有:

信号的频谱关系(理想抽样)：

模拟信号的频谱：

离散信号的频谱：

实验相关的函数：

信号函数：exp(),sinc(),real(),imag(),abs()

作图函数：figure(),subplot(),plot(),stem()

信号变换：fliplr()

五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）

all;clear

all;clc;

%Analog

Signal

Dt=0.00005;t=-0.025:Dt:0.025;

xa=exp(-500*abs(t));

%Two

kinds

Discrete-time

Signals

Ts1=0.0002;n1=-25:1:25;Ts2=0.001;n2=-5:1:5;Ts3=0.0005;n3=-10:1:10;

x1=exp(-500*abs(n1*Ts1));x2=exp(-500*abs(n2*Ts2));x3=exp(-500*abs(n3*Ts3));

%Display

the

three

kinds

signals

figure(

Name,模拟信号的取样。,NumberTitle,off

);

subplot(4,1,1);plot(t*500,xa);title(

模拟信号的取样

);ylabel(

xa(t)

);

subplot(4,1,2);stem(n1*Ts1*500,x1);ylabel(

xa(t)

);subplot(4,1,3);stem(n2*Ts2*500,x2);ylabel(

xa(t)

);

subplot(4,1,4);stem(n3*Ts3*500,x3);xlabel(

t毫秒

);ylabel(

xa(t)

);

%Reconstruction

Process

Fs1=1/Ts1;Fs2=1/Ts2;Fs3=1/Ts3;n1Ts1=n1*Ts1;n2Ts2=n2*Ts2;n3Ts3=n3*Ts3;

%%test

matrixfs=Fs1*(ones(length(n1Ts1),1)*t-n1Ts1ones(1,length(t)));

xa1=x1*sinc(Fs1*(ones(length(n1Ts1),1)*t-n1Ts1ones(1,length(t))));error1=max(abs(xa-xa1));

xa2=x2*sinc(Fs2*(ones(length(n2Ts2),1)*t-n2Ts2ones(1,length(t))));error2=max(abs(xa-xa2));

xa3=x3*sinc(Fs3*(ones(length(n3Ts3),1)*t-n3Ts3ones(1,length(t))));error3=max(abs(xa-xa3));

%上式中，ones(length(n1Ts1),1)为N*1矩阵，而ones(1,length(t))为1*N矩阵。

%Display

the

Signals

figure(

Name,信号的重构,NumberTitle,off

);

subplot(4,1,1);plot(t*500,xa);title(

信号的重构

);ylabel(

xa(t)

);

subplot(4,1,2);plot(t*500,xa1);ylabel(

xa(t)

);subplot(4,1,3);plot(t*500,xa2);ylabel(

xa(t)

);

subplot(4,1,4);plot(t*500,xa3);ylabel(

xa(t)

);xlabel(

t毫秒

);

%%获取信号的频谱%

Wmax=2*pi*2000;K=500;k=0:1:K;W=k*Wmax/K;

Xa=xa*exp(-1i*tW)*Dt;Xa=real(Xa);

W=[-fliplr(W),W(2:501)];Xa=[fliplr(Xa),Xa(2:501)];

w=pi*k/K;X1=x1*exp(-1i*n1w);X2=x2*exp(-1i*n2w);X3=x3*exp(-1i*n3w);

X1=real(X1);X2=real(X2);X3=real(X3);

w=[-fliplr(w),w(2:K+1)];X1=[fliplr(X1),X1(2:K+1)];X2=[fliplr(X2),X2(2:K+1)];X3=[fliplr(X3),X3(2:K+1)];

figure(

Name,信号的频谱,NumberTitle,off

);

subplot(4,1,1);plot(W/(2*pi*1000),Xa*1000,blue

);title(

信号的频谱

);ylabel(

xa(t)

);

subplot(4,1,2);plot(w/pi,X1,green

);ylabel(

xa(t)

);

subplot(4,1,3);plot(w/pi,X2,red

);ylabel(

xa(t)

);

subplot(4,1,4);plot(w/pi,X3,y

);ylabel(

xa(t)

);xlabel(

t毫秒

);

六实验结果分析

信号的采样

信号的重构

信号的频谱

实验指导教师签名*年*月*日

篇2：课程设计--正弦波信号

课程设计--正弦波信号 本文关键词：课程设计，信号，正弦波

课程设计--正弦波信号 本文简介：摘要正弦波信号是生活中比较常见的信号，而方波也是在我们的学习和生活中所比较熟悉的，而关键是怎样进行把我们日常所见的正弦波转化成方波并且运用所学的时钟数字电路对所转化的方波进行计数。通过这次课程设计来巩固和加深对电子电工技术课程基本知识的理解和扩展，提高我们综合运用所学知识的能力。培养我们根据课程的需

课程设计--正弦波信号 本文内容：

摘要

正弦波信号是生活中比较常见的信号，而方波也是在我们的学习和生活中所比较熟悉的，而关键是怎样进行把我们日常所见的正弦波转化成方波并且运用所学的时钟数字电路对所转化的方波进行计数。

通过这次课程设计来巩固和加深对电子电工技术课程基本知识的理解和扩展，提高我们综合运用所学知识的能力。培养我们根据课程的需要选用参考书，查阅手册，图表和文献资料的能力，提高独立解决实际问题的能力。

关键字：频率幅度可调；正弦波产生电路；正弦波转化方波电路；计数电路。

Abstract

Sine

wave

signals

common

life,and

the

square

wave

also

familiar

with

our

study

and

life,and

the

key

how

convert

the

sine

wave

our

everyday

ChengFangBo

and

apply

what

they

have

learned

conversion

the

digital

circuit

clock

square

wave

count.

Through

this

course

designed

consolidate

and

deepen

the

understanding

basic

knowledge

electronic

electrician

technology

lesson

and

extension,and

improve

our

comprehensive

ability

use

knowledge.

Cultivate

our

choose

reference,based

the

needs

the

class

consult

the

manual,charts

and

literature

ability,improve

the

independent

ability

solve

practical

problems.

Key

words:

adjustable

frequency

range;

Sine

wave

generating

circuit;

Square-wave

sine

wave

transformation

circuit;

Counting

circuit.

一、设计一个频率可调的正弦波产生电路

1、产生正弦振荡电路的方框图如下

由图可知它是由放大电A和反馈网络F组成。工作原理如下；

加入开始时，放大电路输入端接一正弦信号U，经放大后，在输出端等到正弦电压U。，U。经反馈后，在端2得到一个同频率的正弦信号Uf，如果Uf与Ui大小相等，相位相同，即Uf=Ui，那么当开关S从1倒向2后，放大电路的工作状将保持不变，从而使输出端电压U。保持不变，即电路中产生了一个正弦信号。

2、

利用集成运放和二极管的正向伏安特性的非线性可实现电路的自动起振和自动稳幅，从而实现频率可调的正弦波产生电路图如下所示。

如图所示，RC串并联正弦波振荡电路的频率即可通过电容C调节，又可通过电阻R调节，Rw为通州电位器，调节Rw可对频率进行细调，而通过波段开关切换不同电容可以实现频率粗调。

D1和D2为两只反向并联的二极管，它们分别在输出电的正、负半周内导通，当电路的输出电压很小时，加在二极管上的电压也很小，二极管呈现很大的电阻，RF1+RF2>2R1(RF2为二级管的等效电阻)，输出电压增大;随着输出电压的增大，二极管的正向电阻逐渐减小，直至RF1+RF2=2R1，电路达到稳定状态。

3、

振荡频率

2、

设计正弦波到方波的变换电路

1、施密特触发器

这里选择的是由555定时器构成的施密特触发器。

2、LM555CM的简介：

3、

放大器

采用由LM324AD构成的同向放大电路。

4、

输出波形图分析

从图上可以看出输出波形不太规整，与预期的10V方波有一定的差距，第四级输出的方波在零线上的特性比较好，如图零线附近的电压达到nV级，但最终的输出波形为10.595V的方波，并且在一些部位出现毛刺。

5、电路图设计如下

3、

设计对方波的计数电器

1、采用74LS390构成60进制计数器

a、中规模集成同步计数器74LS390

74LS390是双十进制计数器，具有双时钟输入，并具有下降沿触发、异步清零、二进制、五进制、十进制计数等功能，共引脚排列及逻辑符号如图2-5（a）（b）所示。、是CP脉冲输入端，为输出端。

图（a）

图（b）

2、74LS390的逻辑功能

表2-2

74LS390的逻辑功能

输

入

输

出

逻

辑

功

能

异

步

清

零

—

0～1

二

进

制

计

数

器

000

～

100

—

五

进

制

计

数

器

0000

～

1001

十

进

制

计

数

器

（1）异步清零：CR为高电平时直接清0，与CP信号无关（即异步清零）。

（2）二进制计数器：CP接端，为下降沿触发，有相应的状态变化（0

1）。

（3）五进制计数器：CP接端，为下降沿触发，三个输出端有相应的状态变化（000

~100）。

（4）十进制计数器：将直接与相连接，由作输入脉冲可构成8421BCD码十进制计数器。

3、采用74LS390构成60进制计数器

（1）如图2-6所示是用74LS390构成的60进制计数器接线图，按图正确连接电路，两个计数器构成接（即3脚接4脚，13脚接12脚）分别构成十进制计数器。而接至，、通过与门反馈到两个CR清零端（或2CR清零端），构成60进制计数器。

图2-6

用74LS390实现60进制计数器

五、元件清单

型号

功能

备注

74LSOO

四个输入与非门

74LS04

六反向器

74LS21

双4输入与门

74LS48

译码器

74LS86

四个2输入异或门

74LS90

二、五、十进制计数器

74LS08

四个2输入与门

7805

二端式集成稳压器

555定时器

产生时间延迟和多种脉冲信号

晶体管

NPN型

电阻

LED显示器

电键

电容

0.01uF

参考文献

1、

《电工电子技术》，教材；华中科技大学出版社

2、

《电子线路设计、实验、测试》，谢自美主编；华中科技大学出版社

6、

设计心得体会

本次电工电子课程设计可以说来的比较突然，对我来说是一个很大的挑战。以前没有想过会有这么一次靠自己去查资料和要自己设计电路，而且作为一门课程还要通过老师的答辩才能通过的作业，但是既然这是一门任务，自己硬着头皮也得把它做完。

这次的实验是一个设计实验，我们都得自己做。我们不得不自己到网上和到图书馆去收集资料，在查找的过程中我发现都是一些涉及有关部分电路的知识且并没有怎样把那下所涉及到设计成我们所需的整体，大多数资料是相似的，最后不断的把我们所学的知识联系起来，有的不懂得去问老师，就在这样的情况下我好不容易才确定我的设计思路。

总的来说，这个实验对我们来说是很难的，花了很多的时间去做做这个设计，也查阅了很多的资料。在这次学习过程中，我收获了知识的同时，还收获了阅历。在不懈的努力下，不仅培养了独立思考、动手能力，在各种其它的能力上也有所提高。

在这段时间，可以说是繁忙而充实的。这个课程设计趣味性强，不仅锻炼能力，而且可以学到很多东西在这过程中，感谢老师给予我们这次富有挑战性设计实验。

篇3：函数信号发生器课程设计报告

函数信号发生器课程设计报告 本文关键词：函数，课程设计，信号发生器，报告

函数信号发生器课程设计报告 本文简介：课程设计报告书专用纸淮海工学院课程设计报告书课程名称：电子技术课程设计题目：函数信号发生器学院：电子工程学院学期：2012-2013-2专业班级：通信工程111姓名：彭孟瑶学号：2011120688评语：成绩：签名：日期：函数信号发生器1.引言在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电

函数信号发生器课程设计报告 本文内容：

课

程

设

计

报

告

书

专

用

纸

淮

海

工

学

院

课程设计报告书

课程名称：

电子技术课程设计

题

目：

函数信号发生器

学

院：

电子工程学院

学

期：

2012-2013-2

专业班级：

通信工程111

姓

名：

彭孟瑶

学

号：

2011120688

评语：

成绩：

签名：

日期：

函数信号发生器

1.引言

在人们认识自然、改造自然的过程中，经常需要对各种各样的电子信号进行测量，因而如何根据被测量电子信号的不同特征和测量要求，灵活、快速的被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在各种实验应用和实验测试处理中，它不是测量仪器，而是根据使用者的要求，作为激励源，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以满足测量需要。

波形发生器就是信号源的一种，能够给被测电路提供所需要的波形，传统的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，不能根据实际需要灵活扩展。随着微电子技术的发展，运用单片机技术，通过巧妙的软件设计和简易的硬件电路，产生数字式的正弦波、方波、三角波、锯齿等幅值可调的信号。与现有各类型波形发生器比较而言，产生的数字信号干扰小，输出稳定，可靠性高，特别是操作简单方便。

2.设计要求

设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。输出信号的频率可通过开关进行设定，具体要求如下：

输出信号的频率范围为1000~2000Hz，步进为50Hz。

要求输出信号无明显失真，特别是正弦波信号。

图1

函数信号发生器方框图

3.函数信号发生器的方案

3.1

方案一

由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波。

低通滤波器

积分电路

555多谐振荡器

图2

方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图

但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形，因为负载的变动将拉动波形的崎变。

3.2方案二

先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。

积分电路

电压比较器

RC正弦波振荡电路

图3

正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图

此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。

3.3方案三

8038集成函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以直接用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波。

图4

利用ICL8038芯片构成8038集成函数发生器

综上所述，我们选择方案二。

4．单元电路的设计

4.1正弦波发生器

RC振荡电路由RC串并联选频网络和反向相放大电路组成，图中RC选频网络形成负反馈电路。

图5-1

正弦波波发生电路

在图5-1电路中,当R1

R，C1=

C时

则

（5-1）

当频率时，，根据幅度平衡条件，只有

电路才能维持振荡。

令C=100Nf,R4<1.592千欧。

图5-1-1

正弦波仿真图

由图可知

Umax=6v,f=1.041KHZ。

4.2方波发生器

电压比较器由比较器741的反相输入端接电压构成，在实用电路中为了满足负载需要，常在集成运算的输出端加稳压管限幅电路。限幅电路的作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平（称作限幅电平），且不随输入电压变化。

图5-2

方波发生电路

经过阈值UTH1时，输出电平由高电平(Uz)跳变为低电平(-Uz)。当输入电压由高向低变化，经过阈值UTH2时，输出电平由低电平(-Uz)跳变为高电平(Uz)。

UTH1=R5*UZ/(R5+R6)

(5-2)

UTH2=-R5*UZ/(R5+R6)

(5-3)

图5-2-1

方波仿真图

由图可知Umax=5.2V,f=1.041KHZ。

4.3三角波的设计

三角波的产生是由积分电路实现的，积分电路将方波转换成三角波。积分电路中，由于集成运放的反相输入端“虚地”，又由于“虚断”，运放反相输入端的电流为零。

图5-3

三角波发生器

积分器元件参数计算如下：

Ui/R=-C*dU0/dt

（5-4）

令C=100nf,R用可变电阻R8表示。

图5-3-1

三角波仿真图

由图可知，Umax=8v,f=1.044KHZ。

5．总电路图

图6

总电路图

5.1正弦波-方波

图6-1

正弦-方波仿真图

5.2方波-三角波

图6-2

方波-三角波仿真图

5.3总波形

图6-3

总波形仿真图

第8

页

共9页

课

程

设

计

报

告

书

专

用

纸

6.收获与体会

在这次设计过程中我对抽象的理论有了进一步的认识。通过这次课程设计，我了解了常用元件的识别和测试；熟悉了常用的仪器仪表；了解了电路的连接方法；以及如何提高电路的性能等等。虽然这次实验使得我纠结了近三天，但收获的确很多。

在这次实验中，总结了很多感触体会，我们不能盲目的图快，一定要在心底有个具体的谱然后下手去设计，这样能让我们少走弯路，更加节省时间。在实验过程中，我也遇到了不少的问题，如波形失真或者完全没有波形这样的问题。在老师和同学的帮助下，自己的总结思索下，把问题一一解决。实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态，这次实验让我对过去未理解的很多知识有了明了的认识。这次课程设计让我体会到了在接好电路后测试出波形的喜悦与如重释负的轻松。

此课程的设计，真的让我认识到了实践能力的的重要性与真实性。这能让我们很好的加深对不知道的理论知识的理解，同时也巩固了以前知道的知识。明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。这次课程设计让我意识到运用所学的知识去解决实际的问题的重要性，我们学理工科的同学应更多的锻炼提高我们的动手能力。

7.参考文献

[1]

冯军.电子线路基础[M].北京：高等教育出版社,1979.

[2]

康华光.电子技术基础[M].浙江：华中工学院电子学院高等教育出版,1997.

[3]

谢自美.电子线路设计[M].江苏：华中科技大学出版社，1990.

[4]

程开明.模拟电子技术[M].四川：重庆大学出版社,1992.

[5]

劳五一.模拟电子电路分析、设计与仿真[M].西安：西安电子科技大学出版社,2007.