信號與系統實驗箱概述
一、系統介紹
“XH”系列“信號與系統實驗箱”是在收集了許多院校的大量的反饋信息后,經過不斷改進而研制成功的。是專門為《信號與系統》課程而設計的,提供了信號的頻域、時域分析的實驗手段,增加了數字信號處理功能。利用該實驗箱可進行階躍響應與沖激響應的時域分析;連續時間系統的模擬;抽樣定理與信號恢復的分析與研究;一階、二階電路的暫態響應;二階網絡狀態軌跡顯示、AM調制與解調,FDM頻分復用、借助于DSP技術實現信號頻譜的分析與研究、信號分解與合成的分析與實驗;各種濾波器(模擬、數字)的設計與實現等內容的學習與實驗。
該實驗箱采用的DSP數字信號處理新技術,可以將模擬電路難以實現或實驗結果不理想的“信號分解與合成”、“信號卷積”、“頻譜分析”等實驗得以準確地演示,并能生動地驗證理論結果;系統地了解并比較模擬濾波器(無源、有源)和數字濾波器的性能及特性,并可學會數字濾波器的設計與實現。
實驗箱配有DSP標準的JTAG插口及DSP同PC機的通信接口,可方便學生在我們提供的軟件的基礎上進行二次開發(可用仿真器或不用仿真器),完成一些數字信號處理、DSP應用方面的實驗。如:各種數字濾波器設計、頻譜分析、卷積、A/D轉換、D/A轉換、DSP定時器的使用、DSP基本I/O口使用等。
二、系統特點:
1、緊扣教學大綱、內容簡潔、重點突出:以高等教育出版社的國家重點教材“信號與系統”(鄭君里)一書為背景,對課程的大部分章節均提供有實驗項目,使實驗內容具有教學性和通用性,同時也使學生通過實驗環節更透徹得掌握原理性的知識。
2、電路模塊化設計:每一個實驗單元均以模塊來劃分,實驗名稱與模塊名相對應。模塊內的電路在相應的位置畫出,使實驗者一目了然。
3、采用了DSP數字處理的新技術。隨著科學技術的不斷發展,信號的數字處理技術在實際中的應用范圍大大擴展,無所不在。通過數字處理可以將模擬電路難以實現或實驗結果不理想的“信號分解與合成”、“信號卷積”、“頻譜分析”等實驗得以準確地演示,并能生動地驗證理論結果;可以比較數字濾波器與模擬濾波器的性能優劣。
4、二次開發功能:通過DSP數字信號處理單元和主機接口與二次開發區,可使學生設計各種數字濾波器、對模擬信號進行頻譜分析、卷積運算等豐富的實驗項目;提供了豐富的阻容元件、運放單元,可使學生設計不同的實驗電路,增強學生的動手能力。
三、系統布局
圖1-1為YUY-XH3實驗箱的布局。

圖1-1YUY-XH3 實驗箱布局示意圖
實驗模塊介紹,如圖1-1所示。YUY-XH3由以下模塊組成:
1.電源輸入模塊
2.函數發生器模塊
3.數字濾波器模塊
4.主機接口與二次開發區
5.數字信號處理器模塊
6.CPLD可編程序開放模塊
7.信號的分解與合成模塊
8.信號的卷積實驗模塊
9.一階電路暫態響應模塊
10.二階電路傳輸特性模塊
11.二階網絡狀態軌跡模塊
12.階躍響應與沖激響應模塊
13.抽樣定理模塊
14.模擬濾波器模塊
15.二次開發區模塊
16.頻率計與毫伏表
17.無失真傳輸系統
18.AM調制模塊
19.FDM頻分復用模塊
各模塊的具體用途及使用將在第二節中介紹。