實(shí)驗(yàn)十二信號卷積實(shí)驗(yàn)報(bào)告(有數(shù)據(jù))

1、精選文檔 實(shí)驗(yàn)十二 信號卷積實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解卷積的概念及物理意義。2、 通過實(shí)驗(yàn)的方法加深對卷積運(yùn)算的圖解方法及結(jié)果的理解。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、雙蹤示波器 1臺2、信號源及頻率計(jì)模塊S2 1塊3、數(shù)字信號處理模塊S4 1塊三、實(shí)驗(yàn)原理卷積積分的物理意義是將信號分解為沖激信號之和，借助系統(tǒng)的沖激響應(yīng)，求解系統(tǒng)對任意激勵信號的零狀態(tài)響應(yīng)。設(shè)系統(tǒng)的激勵信號為，沖激響應(yīng)為，則系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)為：對于任意兩個信號和，兩者做卷積運(yùn)算定義為：=*=*表12-1 常用信號卷積表（一） 兩個矩形脈沖信號的卷積過程兩信號與都為矩形脈沖信號，如圖12-1所示。下面由圖解的方法（圖12-1）給出兩個信號的卷積過程

2、和結(jié)果，以便與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。圖解法的一般步驟為：圖12-1兩矩形脈沖的卷積積分的運(yùn)算過程與結(jié)果（二）矩形脈沖信號與鋸齒波信號的卷積信號為鋸齒波信號，為矩形脈沖信號，如圖12-2所示。根據(jù)卷積積分的運(yùn)算方法得到和的卷積積分結(jié)果，如圖12-2(i)所示。圖12-2矩形脈沖信號與鋸齒脈沖信號的卷積積分的結(jié)果（三） 本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的卷積運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方法在本實(shí)驗(yàn)裝置中采用了DSP數(shù)字信號處理芯片，因此在處理模擬信號的卷積積分運(yùn)算時，是先通過A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，利用所編寫的相應(yīng)程序控制DSP芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的卷積運(yùn)算，再把運(yùn)算結(jié)果通過D/A轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出。結(jié)果與模擬信號的直接運(yùn)算結(jié)果是

3、一致的。數(shù)字信號處理系統(tǒng)逐步和完全取代模擬信號處理系統(tǒng)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。圖12-3為信號卷積的流程圖。A/D轉(zhuǎn)換f1(t)DSP數(shù)字信號處理芯片完成卷積D/A轉(zhuǎn)換f1(t)*f2(t)f2(t)圖12-3 信號卷積的流程圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）、檢測矩形脈沖信號的自卷積結(jié)果。實(shí)驗(yàn)步驟如下： 連接信號源及頻率計(jì)模塊S2中模擬信號源輸出口P2與數(shù)字信號處理模塊S4上的P9，將示波器CH1連接到TP9；在方波模式下，調(diào)節(jié)“ROL1”是方波的頻率為500Hz。然后按下“ROL1”旋鈕約1秒鐘后，待頻率計(jì)數(shù)碼管出現(xiàn)“dy”后，調(diào)節(jié)“ROL1”，是數(shù)碼管上顯示數(shù)據(jù)“50”（占空比調(diào)為50%）。（注意：

4、輸入波形的頻率與幅度要在信號源P2端與P9連接后，在TP9上測試。） 將撥動開關(guān)SW1調(diào)整為“00000010”。 按下復(fù)位鍵S2。 將示波器的CH1接于TP9；CH2接于TP1。對比觀察輸入信號與卷積后輸出信號的波形。本實(shí)驗(yàn)中，采用的是兩個矩形脈沖信號卷積，最后在TP1（卷積輸出測量點(diǎn)）上應(yīng)可觀測到一個三角波。（二）、信號與系統(tǒng)卷積TP9處觀察輸入信號要求：頻率約為500Hz，占空比約為50%的方波；實(shí)驗(yàn)步驟如下： 連接信號源及頻率計(jì)模塊S2上信號輸出點(diǎn)P2與數(shù)字信號處理模塊S9上的P9； 調(diào)節(jié)信號源上相應(yīng)的旋鈕，使TP9處觀察到的信號符合要求（具體調(diào)節(jié)方式可參考上個實(shí)驗(yàn)）。 將撥動開關(guān)SW1調(diào)整為“00000011”。 按下復(fù)位鍵S2。本實(shí)驗(yàn)中激勵信號用的是矩形波信號，系統(tǒng)信號用的是鋸齒波信號。用示波器的CH1連接到TP1可觀測到卷積后輸出信號的波形。5、 實(shí)驗(yàn)小結(jié)通過本次試驗(yàn)學(xué)會了用示波器和數(shù)字信號處理模塊來看卷