信号卷积实验.pdf

发布时间：2022-06-06 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.57M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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河南工业大学实验报告专业电子信息工程班级 1803 学号 201816020301 姓名王达一、实验题目信号卷积实验二、实验目的 1、理解卷积的概念及物理意义。 2、通过实验的方法加深对卷积运算的图解方法及结果的理解。三、实验器材 1、示波器 2、信号源及频率计模块 S2 3、数字信号处理模块 S4 四、实验原理（一）两个矩形脉冲信号的卷积过程

图解法的一般步骤为：图 12-1 两矩形脉冲的卷积积分的运算过程与结果

（二）矩形脉冲信号与锯齿波信号的卷积图 12-2 矩形脉冲信号与锯齿脉冲信号的卷积积分的结果（三）本实验进行的卷积运算的实现方法在本实验装置中采用了 DSP 数字信号处理芯片，因此在处理模拟信号的卷积积分运算时，是先通过 A/D 转换器把模拟信号转换为数字信号，利用所编写的相应程序控制 DSP 芯片实现数字信号的卷积运算，再把运算结果通过 D/A 转换为模拟信号输出。结果与模拟信号的直接运算结果是一致的。数字信号处理系统逐步和完全取代模拟信号处理系统是科学技术发展的必然趋势。五、实验步骤（注：实验过程中，凡是涉及到测试连线改变时，都需先停止运行仿真，待连线调整完后，再开启仿真进行后续调节测试。）

实验项目一检测矩形脉冲信号的自卷积结果 1、登录 e-Labsim 仿真系统，创建实验文件，选择实验所需模块和示波器。 2、按如下表格连线： 3、运行仿真，开启所有模块的电源开关。 4、调节 S2 模块的信号源部分，通过按键 S4 设置输出为方波，调节 “ROL1”使方波的频率为 500Hz。然后鼠标右击按下“ROL 旋钮约 1 秒钟后，待频率计数码管出现“dy”后，调节“ROL1”，是数码管上显示数据 “50”（占空比调为 50%）。 5、将拨动开关 SW1 调整为“0010”。 6、按下复位键 S2。对比观察示波器输入信号与卷积后输出信号的波形。表 12-2 输入信号和卷积后的输出信号

本实验中，采用的是两个矩形脉冲信号卷积，最后在 TP1（卷积输出测量点）上应可观测到一个三角波。 7、改变矩形波占空比，观测自卷积输出右击鼠标长按信号源模块 S2 的“频率调节”旋钮 ROL1 约 1 秒后，使其切换到方波占空比设置功能。再旋转“频率调节”旋钮，改变信号源模块的 P2 输出矩形波的占空比至 25%。示波器探头 1 可观测到矩形波的占空比变化。示波器探头 2 观测数字信号处理模块的 TP1，观测在矩形波占空比变化时，卷积信号输出的变化情况。 8、改变矩形波的幅度，观测自卷积输出调节信号源模块 S2 的“模拟输出幅度调节 W 使 P9 幅度为 2V。用示波器分别观测信号源信号 TP9 和数字信号处理模块的 TP1，了解矩形波幅度改变时，自卷积输出变化情况。实验项目二信号与系统卷积本实验中激励信号用的是矩形波信号，由信号源模块提供并输入到数字信号处理模块的 P9；系统信号用的是锯齿波信号（幅度 2V、频率 500Hz），锯齿波信号由数字信号处理模块内部产生，其对应测试点为 TP2。卷积输出测试点为 TP1。用示波器在 TP1 可观测到卷积后输出信号的波形。 1、实验连线同项目一。 2、将拨动开关 SW1 调整为“0011”。 3、运行仿真，开启所有模块的电源开关。 4、调节信号源上相应的旋钮，使信号源输出频率约为 500Hz，占空比约为 50%的方波（具体调节方式可参考项目一）。

5、按下复位键 S2。对比观察示波器输入信号与卷积后输出信号的波形。表 12-3 输入信号和卷积后的输出信号 7、改变矩形波占空比，观测互卷积输出右击鼠标长按信号源模块 S2 的“频率调节”旋钮 ROL1 约 1 秒后，使其切换到方波占空比设置功能。再旋转“频率调节”旋钮，改变信号源模块的 P2 输出矩形波的占空比至 25%。示波器探头 1 可观测到矩形波的占空比变化。示波器探头 2 观测数字信号处理模块的 TP1，观测在矩形波占空比变化时，卷积信号输出的变化情况。 8、改变矩形波的幅度，观测互卷积输出调节信号源模块 S2 的“模拟输出幅度调节 W 使 P9 幅度为 2V。用示波器分别观测信号源信号 TP9 和数字信号处理模块的 TP1，了解矩形波幅度改变时，互卷积输出变化情况。六、实验结果与讨论

表 12-2 输入信号频率为 500Hz 时的输出信号: 输入信号频率为 250Hz 时的输出信号: 输入信号幅度为 2V,占空比为 50%的输出信号：

表 12-3 输入信号为 500Hz 的锯齿波矩形波输出图形：

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