信號與系統實驗箱--矩形脈沖信號的合成實驗

一、實驗目的
1、進一步了解波形分解與合成原理；
2、進一步掌握用傅里葉級數進行諧波分析的方法；
3、觀察矩形脈沖信號分解出各諧波分量可以通過疊加合成出原矩形脈沖信號。
二、實驗原理說明
實驗原理部分參考實驗十，矩形脈沖信號的分解實驗。
矩形脈沖信號通過8路濾波器輸出的各次諧波分量，可通過一個加法器，合成還原為原輸入的矩形脈沖信號，合成后的波形可以用示波器在觀測點TPA17進行觀測。如果濾波器設計正確，則分解前的原始信號（觀測TPB01）和合成后的信號應該相同。信號波形的合成電路圖如圖11-1所示。

圖11-1信號合成電路圖
三、實驗內容
觀察和記錄信號的合成：注意8個跳線器JP1、JP2、……、JP8放在 1、2 位置。8個跳線器的功能在實驗十中已介紹。
1、連接函數發生器H701端與PB01。
2、將SWB01置于“0011”。按一下復位鍵S1，復位并運行“方波分解與合成”程序。
3、用示波器觀測TPB01，并將方波信號調好，使輸入的矩形脈沖信號頻率f=4KHz，幅值E（V）=4V，=1/2（=1/2的矩形脈沖信號又稱為方波信號）。
4、電路中用8根導線分別控制各路濾波器輸出的諧波是否參加信號合成，如用導線把PA01與PA09連接起來，則基波參與信號的合成。用導線把PA02與PA10連接起來，則二次諧波參與信號的合成，以此類推，若8根導線依次連接PA01-PA09、PA02-PA10、PA03-PA11、PA04-PA12、PA05-PA13、PA06-PA14、PA07-PA15、PA08-PA16，則各次諧波全部參與信號合成。另外可以選擇多種組合進行波形合成，例如可選擇基波和三次諧波的合成；可選擇基波、三次諧波和五次諧波的合成等等。按表11-1的要求，在輸出端觀察和記錄合成結果。

表11-1矩形脈沖信號的各次諧波之間的合成
四、實驗報告要求
1、根據示波器上的顯示結果，畫圖填寫表11-1。
2、矩形脈沖信號為例，總結周期信號的分解與合成原理。
五、實驗設備
1、雙蹤示波器1臺
2、YUY-XH3信號與系統實驗箱1臺
六、思考題
方波信號在哪些諧波分量上幅度為零？請畫出基波信號頻率為2KHz的方波信號的頻譜圖（取最高頻率點為10次諧波）。