實驗十二信號卷積實驗報告(有數據)

1、精選文檔 實驗十二 信號卷積實驗一、實驗目的1、理解卷積的概念及物理意義。2、 通過實驗的方法加深對卷積運算的圖解方法及結果的理解。二、實驗儀器1、雙蹤示波器 1臺2、信號源及頻率計模塊S2 1塊3、數字信號處理模塊S4 1塊三、實驗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，求解系統(tǒng)對任意激勵信號的零狀態(tài)響應。設系統(tǒng)的激勵信號為，沖激響應為，則系統(tǒng)的零狀態(tài)響應為：對于任意兩個信號和，兩者做卷積運算定義為：=*=*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、和結果，以便與實驗結果進行比較。圖解法的一般步驟為：圖12-1兩矩形脈沖的卷積積分的運算過程與結果（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。根據卷積積分的運算方法得到和的卷積積分結果，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果（三） 本實驗進行的卷積運算的實現方法在本實驗裝置中采用了DSP數字信號處理芯片，因此在處理模擬信號的卷積積分運算時，是先通過A/D轉換器把模擬信號轉換為數字信號，利用所編寫的相應程序控制DSP芯片實現數字信號的卷積運算，再把運算結果通過D/A轉換為模擬信號輸出。結果與模擬信號的直接運算結果是

3、一致的。數字信號處理系統(tǒng)逐步和完全取代模擬信號處理系統(tǒng)是科學技術發(fā)展的必然趨勢。圖12-3為信號卷積的流程圖。A/D轉換f1(t)DSP數字信號處理芯片完成卷積D/A轉換f1(t)*f2(t)f2(t)圖12-3 信號卷積的流程圖四、實驗內容（一）、檢測矩形脈沖信號的自卷積結果。實驗步驟如下： 連接信號源及頻率計模塊S2中模擬信號源輸出口P2與數字信號處理模塊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，待頻率計數碼管出現“dy”后，調節(jié)“ROL1”，是數碼管上顯示數據“50”（占空比調為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SW1調整為“00000010”。 按下復位鍵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。本實驗中，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）上應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；實驗步驟如下： 連接信號源及頻率計模塊S2上信號輸出點P2與數字信號處理模塊S9上的P9； 調節(jié)信號源上相應的旋鈕，使TP9處觀察到的信號符合要求（具體調節(jié)方式可參考上個實驗）。 將撥動開關SW1調整為“00000011”。 按下復位鍵S2。本實驗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、 實驗小結通過本次試驗學會了用示波器和數字信號處理模塊來看卷