信号与系统实验大纲.docx
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信号与系统实验大纲
《信号与系统》实验教学大纲
[课程名称]信号与系统
[课程学时/学分]51学时/3学分
[实验学时/学分]10学时
[先修课程]高等数学,复变函数,线性代数,电路基础
[适用专业]电子信息工程
[实验环境]实验室/实验箱
[参考书目]《信号与系统》,郑君里等编,高教出版社
一、实验(课程)的性质、目的和任务
本课程是电子信息类专业的技术基础课。
当前,科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化,这就要求大学生,既要有坚实的理论基础,又要有严格的工程技术训练,不断提高实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。
由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都非常重要,而且系统性、理论性很强,为此在学习本课程时,开设必要的实验课,对学生加深理解深入掌握基本理论和分析方法,培养学生分析问题和解决问题的能力,以及使抽象的概念和理论形象化、具体化,对增强学习兴趣有极大的好处,做好本课程的实验,是学好本课程的重要教学辅助环节。
本课程实验包括五个基本实验,覆盖了本课程的基本理论和分析方法。
二、实验项目课时分配
序
号
项目
名称
实验要求
每组
人数
项目
时数
实验项
目类型
备
注
1
基本运算单元
必修
2
2
综合性
2
50HZ非正弦周期信号的分解与合成
必修
2
2
验证性
3
无源和有源滤波器
必修
2
2
综合性
4
全通滤波器的设计
必修
2
2
设计性
5
二阶网络函数的模拟
选修
2
2
综合性
6
信号的采样与恢复
必修
2
2
综合性
7
系统时域响应的模拟解
选修
2
2
综合性
8
二阶网络状态轨迹的显示
选修
2
2
综合性
三、实验总体要求
实验前要预习实验相关内容,实验过程中要遵循实验规则。
在做完每个实验后,请务必写出详细的实验报告,包括实验方法、实验过程与结果、心得和体会等。
四、主要仪器设备
1、信号与系统实验箱TKSS-C型
2、双踪示波器
3、电阻、电容、运算放大器若干
五、考核与成绩评定
主要考察实验报告书写情况,实验原理、步骤是否详细,实验结果是否正确。
六、说明
(其他需要补充的内容)
撰稿人:
胡爱华
批准人:
实验一基本运算单元
【实验目的】
1、熟悉由运算放大器为核心元件组成的基本运算单元;
2、掌握基本运算单元特性的测试方法。
【实验内容】
1、在本实验箱自由布线区设计加法器、比例运算器、积分器、微分器四种基本运算单元模拟电路;
2.测试基本运算单元特性。
【实验仪器】
1、信号与系统实验箱TKSS-C型
2、双踪示波器
3、材料清单
材料名称
型号规格
数量
导线
各种
1包
电阻
10k
5
电阻
20k
3
电阻
3.33k
2
电阻
5.1k
3
电容
0.0047μ
3
运算放大器
HA17741
2
实验二50HZ非正弦周期信号的
分解与合成
【实验目的】
1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱,并与其傅利叶级数各项的频率与系数作比较;
2、观测基波和其谐波的合成。
【实验内容】
分别将50Hz方波、单相正弦半波、全波、矩形波和三角波的输出信号接至50HZ电信号分解与合成模块输入端、观测基波及各次谐波的频率和幅度,加法器的输出波形
【实验仪器】
1、信号与系统实验箱:
TKSS-C型
2、双踪示波器
实验三无源和有源滤波器
【实验目的】
1、了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性;
2、分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性;
3、学会用简单的元件设计各种无源、有源滤波器。
【实验内容】
1、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性;
2、分别测试无源、有源HPF、BPF、BEF的幅频特性。
【实验仪器】
1、信号与系统实验箱:
TKSS-C型
2、双踪示波器
实验四全通滤波器的设计
【实验目的】
1、了解全通滤波器零、极点分布的特点及其模拟电路;
2、了解全通滤波器的特性;
3、掌握用简单的元件设计全通滤波器的方法。
【实验内容】
1、利用R、C元件构造一个全通滤波器的模拟电路;
2、研究全通滤波器的滤波特性。
【实验仪器】
1、信号与系统实验箱TKSS-C型
2、双踪示波器
3、材料清单
材料名称
型号规格
数量
导线
各种
1包
电阻
100k
3
电阻
510k
4
电容
1μ
2
运算放大器
HA17741
1
实验五二阶网络函数的模拟
【实验目的】
1、了解二阶网络函数的电路模型;
2、研究系统参数变化对响应的影响;
3、用基本运算器模拟系统的微分方程和传递函数。
【实验内容】
1、在实验装置中的自由布线区,设计电路图;
2、写出实验电路的微分方程,并求解之;
3、将正弦波信号或方波信号接入电路的接入端,调节R3、R4、Vi,用示波器观察各测试点的波形,并分别记录之;
【实验仪器】
1、信号与系统实验箱TKSS-C型
2、双踪示波器
3、材料清单
材料名称
型号规格
数量
导线
各种
1包
电阻
10k
3
电阻
47k
1
滑动电阻
47k
3
电容
0.01μ
2
运算放大器
HA17741
3
实验六信号的采样与恢复
【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。
【实验内容】
f(t)和s(t)送入抽样器,观察正弦波经抽样后的方波或三角波信号。
改变抽样频率为fs≥2B和fs﹤2B,观察复原后的信号,比较其失真程度。
【实验仪器】
1、信号与系统实验箱TKSS-C型
2、双踪示波器。
实验七、系统时域响应的模拟解
【实验目的】
1、掌握求解系统时域响应的模拟解法;
2、研究系统参数变化对响应的影响。
【实验内容】
1、在本实验箱中的自由布线区设计实验电路;
2、利用电容充电,建立方程的初始条件;
3、观察模拟装置的响应波形,即模拟方程的解。
按照比例尺度可以得到实际系统的响应;
4、改变电位器RW和R4与R3的比值,以及初始电压的大小和极性,观察响应的变化;
5、模拟系统的零状态响应(即R11不接地,而初始状态都为零),在R11处输入阶跃信号,观察其响应。
【实验仪器】
1、双踪示波器
2、信号与系统实验箱:
TKSS-A型,TKSS―B型或TKSS-C型
3、材料清单
材料名称
型号规格
数量
导线
各种
1包
电阻
1M
7
电阻
0.333M
1
电阻
0.5M
1
滑动电阻
100k
1
电容
1μ
2
运算放大器
HA17741
3
实验八二阶网络状态轨迹的显示
【实验目的】
1、观察R-L-C网络在不同阻尼比ξ值时的状态轨迹;
2、熟悉状态轨迹与相应瞬态响应性能间的关系;
3、掌握同时观察两个无公共接地端电信号的方法。
【实验内容】
绘制由实验观察到的ξ=0,ξ>1和0<ξ<1三种情况下的状态轨迹并加以分析归纳与总结。
【实验仪器】
1、信号与系统实验箱TKSS-C型
2、双踪示波器一台
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- 关 键 词:
- 信号 系统 实验 大纲