相位对如何看波形图相位角的叠加合成有什么影响

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-11-01 12:27 标签： 波形的相位
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文档介绍：
实验二方波信号的分解与合成及相位、幅度对波形合成的影响(4 学时) 一、实验目的 1、通过观察方波信号的分解与合成过程, 理解利用傅利叶级数进行信号频谱分析的方法。 2 、了解频率失真和相位失真对方波信号合成波形的影响。 3、加深理解相位对波形合成中的作用。 4、加深理解幅值对波形合成的作用。二、实验内容 1 、通过观察方波信号的分解与合成过程,进一步理解信号的频谱分析方法。 2 、了解频率失真和相位失真对方波信号合成波形的影响。 3 、加深理解相位对波形合成中的作用。 4 、加深理解幅值对波形合成的作用。三、实验原理说明 2.1 电信号的分解任何电信号都是由各种不同频率、幅度和初相的正弦波迭加而成的。对周期信号由它的傅里叶级数展开可知,各次谐波为基波频率的整数倍。而非周期信号包含了从零到无穷大的所有频率成分, 每一频率成分的幅度均趋向无限小。如图 4-1 所示方波信号的傅里叶级数展开式为)5 sin 5 13 sin 3 1 (sin 4)(??????ttt Atf????(2-1) 其中T ?? 2?为方波信号的角频率。图2-1 方波信号由式( 2-1 )可知,方波信号中只含奇次谐波的正弦分量。通过一选频网络可以将方波信号中所包含的各次谐波分量提取出来。本实验采用有源带通滤波器作为选频网络,共 5 路。各带通滤波器的 B W= 2Hz ,如图 2-2 所示。图2-2 带通滤波器将被测信号加到选频网络上,从每一带通滤波器的输出端可以用示波器观察到相应频率的谐波分量。本实验采用的被测信号为 100Hz 的方波, 通过各滤波器后, 可观察到 1、3、5 次谐波,如图 2-3 。而 2、4 次谐波在理想情况下应该无输出信号,但实际上方波可能有少量失真以及受滤波器本身滤波特性的限制而使偶次谐波分量未能达到理想的情况。方波激励 u iu 5u 4u 3u 2u 1 200Hz 300Hz 400Hz 500Hz 100Hz 方波基波方波三次谐波方波五次谐波图2-3 方波的 1、2、3 次谐波实验电路图 2.2.1 电路框图图 2-4 电路框图由双运放 LM324 组成带通滤波电路( B W约 2Hz )和射随器;三极管 9013 组成移相电路,起到相位补偿的作用。(共五路) 2.2.2 实验电路图输入带通滤波电路 B w= 2Hz 移相电路射随器输出 IC301A LM324 IC301B LM324 IC301C LM324 IC301D LM324 R311 51K R313 5.1K R314 5.1K R315 10K R316 10K R317 4.7K R318 560 C311 224 C312 224 P301 470 C313 4.7uF R361 68K R362 68K BG301 0 R364 750 C314 154 P311 3.3K TP3f1 C316 4.7uF P312 100K TP3A1 IC306A LM324 R365 10K R366 5.1K R367 5.1K TP3P1 C317 10uF TP301 输入带通滤波电路频率调整信号分解输出移相电路相位调整相位输出幅度调整电路幅度调整幅度输出输出 SG301 图 2-5 实验电路 2.1 信号合成方框图图 2-6 信号合成方框图 2.2 实验电路如图 6-2 1 2 3 4 5 6 A B C D 6 5 4 3 2 1 D C B A Ti t l e Number Re visi on Si ze B Da t e: 30-Ja n-2004 She et
Fi l e: C: \ Docume nts
a nd Set t i ngs\ Admi nist ra t or\ 桌面\ 信号与系统实验\ 信号与系统实验电路图. ddb Dra wn By: R303 R301 R307 Rf +12V -12V R305 R308 SG313 SG311 SG315 TP302 TP303 TPGND 3 2 1 4 11IC307A LM324 f1 f3 f5图 2-7 实验电路四、实验步骤方波分解: 输入输出反相加法器 1、信号发生器模块调节输出方波信号, Vpp=2V 左右, 频率 f=100Hz 。方波信号接入“信号分解模块”; 2 、示波器分别接于 TP3f1 、 TP3f3 、 TP3f5 ,并相应分别调整“信号分解”电位器, 使其输出最大。观测并记录基波和各次谐波分量的频率和幅度,并描下波形图。方波合成: 1、示波器分别测量 TP3f1 、 TP3f3 、 TP3f5 的各谐波频率与输出幅度, 2、依次分别连接 SG301 — SG311 , SG315 — SG403 , 调整“幅度调整”电位器(f 0)为 3V。 SG303 — SG313 , SG315 — SG403 ,调整“幅度调整”电位器( 3f 0 )为 1V。 SG305 — SG315 , SG315 — SG403 ,调整“幅度调整”电位器( 5f 0)为V。即:使得 1、3、5 次谐波满足 15:5:3 的比例关系。如下图: 图 2-8 各谐波频率与输出幅度 3 、同时连接 SG301 与 SG311 、 SG303 与 SG313 、 SG305 与 SG315 ,示波器接于 TP302 。 4、适当调节各相移电位器和幅度电位器, 用示波器观察并记录加法器输出端基波与各次谐波同时叠加的波形。图 2-9 基波与各次谐波同时叠加的波形幅度对波形合成的影响 5 3 1 、测量滤波器输出端 TP3f1 、 TP3f2 、 TP3f3 、 TP3f4 、 TP3f5 的幅值 2 、按要求将方波合成调整好后,“相位调整”电位器不变。 3 、分别改变“幅度调整”电位器,观察各幅度变化对合成波形的影响。相位对波形合成的影响按要求将方波合成调整好后,“幅度调整”电位器不变, 分别改变“相位调整”电位器,观察记录各高次谐波相位对合成波的影响。五、实验设备 1 双踪示波器 1台 2 信号系统实验箱 1台六、实验报告要求 1 、观测并记录方波分解后的基波和各次谐波分量的频率和幅度,并描下波形图,记录参数特征(幅值、频率)。 2 、详细总结波形分解、合成原理。 3 、画出方波波形合成的波形图。 4 、总结相位、幅度在波形合成中的作用。注1 :实测参考波形: 方波激励方波基波方波三次谐波方波五次谐波注-1 方波合成1
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对合成干扰信号峰均比的研究
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单项选择题 两列相干的平面简谐波振幅都是4cm，两波源相距30cm，相位差为π，在两波源连线的中垂线上任意一点P，两列波叠加后合振幅为：
正确答案：D
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