信号分析与处理实验报告.docx

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信号分析与处理实验报告

信号分析与处理

实验报告

班级_________________________

学生姓名_________________________

学号_________________________

所在专业_________________________

成绩_________________________

上海大学

二00年月日

实验名称:

常用数字信号生成实验

实验目的

1、掌握用数学公式编程生成数字信号的基本方法；

2、掌握用DRVI虚拟仪器中的芯片组生成常用数字信号；

3、掌握用D/A器件输出数字信号，自制简易信号发生器的方法。

实验内容:

利用DRVI虚拟可重构虚拟实验平台实现常用数字信号的生成实验。

实验仪器及设备:

1.计算机 1台

2.DRVI快速可重组虚拟仪器平台 1套

实验原理与方法:

实验原理：

利用DRVI虚拟仪器中的波形发生器芯片生成数字信号

DRVI中提供了一个数字信号发生器芯片，通过它可以直接生成多种数字信号：

白噪声、正弦波、方波、三角波等。

并可以用一片多联开关芯片来选择信号发生器芯片的输出信号类型；信号的发生与否使用一片按钮芯片来进行控制。

另外，选择一片波形/频谱显示芯片，用于显示信号的波形与频谱。

实验步骤：

1.启动服务器，运行DRVI主程序，开启DRVI数据采集仪电源，然后点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的"DRVI采集仪主卡检测"进行服务器和数据采集仪之间的注册。

2.在DRVI软件平台上搭建数字信号发生器实验环境，下面是实验示意图，按图示自己动手搭建数字信号发生器实验系统。

图1-1常用数字信号IC波形发生实验环境

3．按要求设置各芯片参数，如多联开关芯片的参数设置（如图1-2）。

设置完成后，试运行实验，查看输出波形。

图1-2芯片参数设置界面

4.利用数字公式编程生成正弦波、噪声或三角波等数字信号，可以选择其中一种信号，也可以同时生成多个信号。

实验记录、数据处理、程序设计及实验结果：

实验名称:

典型信号波形的合成与分解实验

实验目的

1、通过本实验加深了解信号分析手段之一的傅立叶变换的基本思想和物理意义；

2、观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形；

3、通过本实验熟悉信号的合成、分解原理，了解信号频谱的含义。

实验内容:

用前5项谐波近似合成一个频率为100Hz、幅值为600的三角波。

实验仪器及设备:

1.计算机 1台

    2.DRVI快速可重组虚拟仪器平台 1套

实验原理与方法:

按傅立叶分析的原理，周期信号是由一个或几个、乃至无穷个不同占有率的谐波叠加而成，即任何周期信号都可用一组三角函数{

}的组合表示：

x（t）=a0/2+a1*sin（2πf0t）+b1*cos（2πf0t）+a2*sin（4πf0t）+b2*cos（4πf0t）+…....

（1）

也就是说，我们可以用一组正弦波和余弦波来合成任意形状的周期信号。

例如对于典型的方波，其时域表达式为：

（2）

根据傅立叶变换，其三角函数展开式为：

（3）

由此可见，周期方波是由一系列频率成分成谐波关系，幅值成一定比例，相位角为0的正弦波叠加合成的。

图2-1方波信号的波形、幅值谱和相位谱

那么，我们在实验过程中就可以通过设计一组奇次正弦波来完成方波信号的合成，同理，对三角波、锯齿波等周期信号也可以用一组正弦波和余弦波信号来合成。

实验记录、数据处理、程序设计及实验结果：

实验名称:

滤波器原理与应用实验

实验目的

1、在理论学习的基础上，通过本实验熟悉滤波器的作用；

2、掌握用滤波器对信号进行滤波和预处理的方法。

实验内容:

产生由100Hz、1000、2000三个频率成分的正弦波信号迭加构成的多频率成分信号，然后用一个高通滤波器、一个低通滤波器串联，构成带通滤波器，滤除不同的频率分量，观察滤波器对信号的滤除效果；

实验仪器及设备:

1.计算机 1台

    2.DRVI快速可重组虚拟仪器平台 1套

实验原理与方法:

滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。

在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。

滤波器分为低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器和带阻滤波器几种。

图3-1滤波器的种类

下图是用带通滤波器消除信号钢管无损探伤信号中由于传感器晃动带来的低频干扰，以及由于电磁噪声等带来的高频干扰的例子。

图3-2用滤波器消除信号中的干扰

1.运行DRVI主程序，点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”进行软件注册。

2.按实验要求在DRVI软件平台上选择相应芯片，按实验原理和要求设计该实验，

实验原理图如下：

图3-3滤波器的作用实验

下面是该实验的装配图和信号流图，图中线上的数字为连接软件芯片的软件总线数据线号，6015为定义的脚本IC的名字，**IC为使用的软件芯片。

图3-4滤波器的作用实验装配图

3.点击“开始”按钮运行服务器端的实验脚本，查看波形情况。

实验记录、数据处理、程序设计及实验结果：