信号与系统实验箱--矩形脉冲信号的合成实验

一、实验目的
1、进一步了解波形分解与合成原理；
2、进一步掌握用傅里叶级数进行谐波分析的方法；
3、观察矩形脉冲信号分解出各谐波分量可以通过叠加合成出原矩形脉冲信号。
二、实验原理说明
实验原理部分参考实验十，矩形脉冲信号的分解实验。
矩形脉冲信号通过8路滤波器输出的各次谐波分量，可通过一个加法器，合成还原为原输入的矩形脉冲信号，合成后的波形可以用示波器在观测点TPA17进行观测。如果滤波器设计正确，则分解前的原始信号（观测TPB01）和合成后的信号应该相同。信号波形的合成电路图如图11-1所示。

图11-1信号合成电路图
三、实验内容
观察和记录信号的合成：注意8个跳线器JP1、JP2、……、JP8放在 1、2 位置。8个跳线器的功能在实验十中已介绍。
1、连接函数发生器H701端与PB01。
2、将SWB01置于“0011”。按一下复位键S1，复位并运行“方波分解与合成”程序。
3、用示波器观测TPB01，并将方波信号调好，使输入的矩形脉冲信号频率f=4KHz，幅值E（V）=4V，=1/2（=1/2的矩形脉冲信号又称为方波信号）。
4、电路中用8根导线分别控制各路滤波器输出的谐波是否参加信号合成，如用导线把PA01与PA09连接起来，则基波参与信号的合成。用导线把PA02与PA10连接起来，则二次谐波参与信号的合成，以此类推，若8根导线依次连接PA01-PA09、PA02-PA10、PA03-PA11、PA04-PA12、PA05-PA13、PA06-PA14、PA07-PA15、PA08-PA16，则各次谐波全部参与信号合成。另外可以选择多种组合进行波形合成，例如可选择基波和三次谐波的合成；可选择基波、三次谐波和五次谐波的合成等等。按表11-1的要求，在输出端观察和记录合成结果。

表11-1矩形脉冲信号的各次谐波之间的合成
四、实验报告要求
1、根据示波器上的显示结果，画图填写表11-1。
2、矩形脉冲信号为例，总结周期信号的分解与合成原理。
五、实验设备
1、双踪示波器1台
2、YUY-XH3信号与系统实验箱1台
六、思考题
方波信号在哪些谐波分量上幅度为零？请画出基波信号频率为2KHz的方波信号的频谱图（取最高频率点为10次谐波）。