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1、实验十七 信号频谱的测量,一、实验目的二、实验原理三、实验内容四、回答问题,本试验要求写实验报告,一、实验目的,学习信号频谱的测量方法，加深信号频谱的概念理解。,方波的频谱：,二、实验原理,方波只含有奇次谐波,谱线反比单调降.,奇次,偶次谐波都有.幅度周期性变化脉冲越窄,谱线越多,电平值=档位指示值+表头指针指示值,选频电平表结构,利用选频电平表对各次谐波的幅度进行测量，就可获得频谱,1.选频电平表具有从众多不同频率的正弦电压中选择其中的一个，测量其电平和频率的功能。定义：N:绝对电压（电平）单位分贝 记为dB。Ux：被测电压有效值 0.775V:基准电压（也即：当电平为0dB时，所对应的电压
2、值为0.775V。由上式可知：只要N值确定，被测电压,三.选频电平表原理,因此，选频电平表就是具有选择特性的电压表，且输出电平dB刻度。四.选频电平表使用及注意事项输入方式：同轴输入（琴键开关弹出）输入阻抗置高阻抗K无穷大 K2K3置“正常”。校零电位器，按下钮，调其指针为0dB。调fL使表头偏转指示最大（先用摇把粗调，然后用旋盘细调，调指针最大的时候，此时频率显示就是fx,就是某个谐波频率处）电平值K1电平值表头指示值（分贝）（代数和）,电平值K1电平值表头指示值（分贝）,校零,内外手轮(细/粗调节),电源,输入,补充：频谱谱线的特点谱线包络零点T/n(n=1,2,3,4)=T/2 方波直流
3、平均为零。谱线间隔仅取决于f和基波的幅度取决于E和/T。/T越小，幅度越小。若T/2,则有奇、偶次谐波。,三、实验内容,1.测量方波的频谱调节信号源输出方波，f=10.0kHz，Upp=4.0V。加到选频表输入端。用选频电平表测方波的谐波幅度，要求从基波开始测起，一直测至15次谐波。,An=1.414Ux(V),方波只有奇次谐波,2.测方波通过2号低通滤波器(fc=33.8Khz)后的频谱调方波输入2号低通（fc=33.86Khz)滤波器，用选频电平表测滤波器输出波形的频谱。f=10.0kHz时测至7次谐波。注意，方波幅度Upp=4.0V，由于输入为方波，所以输出波形的频谱只有奇次谐波（为什么
4、？）。在写实验报告时，应将实验十五获得的波形图与本实验获得的频谱图对应起来，与方波波形和频谱进行对比分析，从而得出应有的结论。分析时还要考虑到2号低通滤波器的Hf特性。,3.测矩形脉冲波的频谱调节信号源使脉冲波f=10.0kHz，Upp=4.0V，=0.40T（即/T=40%）。实验数据正确与否，关键在于脉冲宽度是否符合要求。方法是先调节信号源的“占空比”旋钮，使输出显示脉冲宽度是周期T的40%。测脉冲波的频谱。用选频电平表测115次谐波。注意，奇次谐波、偶次谐波都要测。观察：5 10 15次谐波的电平值特点。,f=10Khz,Vpp=4.0V(矩形波，40的占空比）,矩形脉冲波奇次和偶次谐波都有.所以都测。,四、回答问题,（1）将选频电平表上测得的分贝数用公式换算出谐波的电压幅度，在与理论计算值比较时，发现测量值为理论计算值的1/2，这是为什么？（2）在调节脉冲波宽度=0.40T时，为什么先用示波器调节，然后再用选频电平表测其5次谐波的方法进行细调？不用示波器而直接利用选频电平表测5次谐波的方法调节行不行？（3）你测到的方波各次谐波值与基波幅度之比是否符合1/n的规律？方波通过2号低通滤波器后，其频谱是否还符合此规律？,
