实验十七 信号频谱测量11

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验十七 信号频谱的测量,一、实验目的,二、实验原理,三、实验内容,四、回答问题,本试验要求写实验报告,1,一、实验目的,学习信号频谱的测量方法，加深信号频谱的概念理解。,2,方波的频谱：,二、实验原理,方波只含有奇次谐波,谱线反比单调降,.,3,奇次,偶次谐波都有,.,幅度周期性变化,脉冲越窄,谱线越多,4,选频,混频,本振,电平值,=,档位指示值,+,表头指针指示值,选频电平表结构,利用选频电平表对各次谐波的,幅度进行测量，就可获得频谱,5,1.,选频电平表具有从众多不同频率的正弦电压中选择其中的一个，测量其电平和频率的功能。,定义：,N:,绝对电压（电平）单位分贝 记为,dB,。,Ux,：被测电压有效值,0.775V:,基准电压（也即：当电平为,0dB,时，所对应的电压值为,0.775V,。,由上式可知：只要,N,值确定，被测电压,三,.,选频电平表原理,6,因此，选频电平表就是具有选择特性的电压表，且输出电平,dB,刻度。,四,.,选频电平表使用及注意事项,输入方式：同轴输入（琴键开关弹出）,输入阻抗置高阻抗,K,无穷大,K2,K3,置“正常”。校零电位器，按下,钮，调其指针为,0dB,。,调,fL,使表头偏转指示最大（先用摇把粗调，然后用旋盘细调，调指针最大的时候，此时频率显示就是,f,x,就是某个谐波频率处）,电平值,K1,电平值表头指示值 （分贝）（代数和）,7,电平值,K1,电平值表头指示值（分贝）,校零,内外手轮,(,细,/,粗调节,),电源,输入,8,补充：,频谱谱线的特点,谱线包络零点,T/,n,(n=1,2,3,4),=T/2,方波直流平均为零。,谱线间隔仅取决于,f,和,基波的幅度取决于,E,和,/T,。,/T,越小，幅度越小。,若,T/2,则有奇、偶次谐波。,9,三、实验内容,1.,测量方波的频谱,调节信号源输出方波，,f=10.0kHz,，,Upp=4.0V,。加到选频表输入端。,用选频电平表测方波的谐波幅度，要求从基波开始测起，一直测至,15,次谐波。,An=1.414Ux(V),方波只有奇次谐波,10,2.,测方波通过,2,号低通滤波器,(fc=33.8Khz),后的频谱,调方,波输入,2,号低通（,fc=33.86Khz),滤波器，用选频电平表测滤波器输出波形的频谱。,f=10.0kHz,时测至,7,次谐波。注意，方波幅度,Upp=4.0V,，由于输入为方波，所以输出波形的频谱只有奇次谐波（为什么？）。,在写实验报告时，应将实验十五获得的波形图与本实验获得的频谱图对应起来，与方波波形和频谱进行对比分析，从而得出应有的结论。分析时还要考虑到,2,号低通滤波器的,Hf,特性。,11,3.,测矩形脉冲波的频谱,调节信号源使脉冲波,f=10.0kHz,，,Upp=4.0V,，,=0.40T,（即,/T = 40%,）。实验数据正确与否，关键在于脉冲宽度,是否符合要求。方法是先调节信号源的“占空比”旋钮，使输出显示脉冲宽度,是周期,T,的,40%,。,测脉冲波的频谱。用选频电平表测,115,次谐波。,注意，奇次谐波、偶次谐波都要测。,观察：,5 10 15,次谐波的电平值特点。,12,f=10Khz,Vpp=4.0V (,矩形波，,40,的占空比）,矩形脉冲波奇次和偶次谐波都有,.,所以都测。,13,四、回答问题,（,1,）将选频电平表上测得的分贝数用公式换算出谐波的电压幅度，在与理论计算值比较时，发现测量值为理论计算值的,1/2,，这是为什么？,（,2,）在调节脉冲波宽度,=0.40T,时，为什么先用示波器调节，然后再用选频电平表测其,5,次谐波的方法进行细调？不用示波器而直接利用选频电平表测,5,次谐波的方法调节行不行？,（,3,）你测到的方波各次谐波值与基波幅度之比是否符合,1/n,的规律？方波通过,2,号低通滤波器后，其频谱是否还符合此规律？,14,