矩形脉冲信号的分解和合成仿真波形图

矩形脉冲信号的分解和合成

脉冲信号简介矩形脉冲指阶跃时间远小于顶部持续时间的平顶脉冲。

定义1

矩形脉冲图形表达如图所示：（高度为A，宽度为a），此函数常作矩形采样窗口和平滑函数的模型。 定义2

具有轮廓近似为矩形，其上升和下降时间远小于脉冲持续时间的波形。 定义3

阶跃时间远小于顶部持续时间的平顶脉冲。 定义4

上升时间和下降时间相对于脉冲持续时间可以忽略，而且上升和下降之间的瞬时值实际上不变的单向脉冲。

本文主要介绍一下矩形脉冲信号的分解及合成，具体的跟随小编一起来看看吧。

矩形脉冲信号的分解一、实验目的

1、分析典型的矩形脉冲信号，了解矩形脉冲信号谐波分量的构成； 2、观察矩形脉冲信号通过多个数字滤波器后，分解出各谐波分量的情况。 二、实验原理 1、信号的频谱与测量

信号的时域特性和频域特性是对信号的两种不同的描述方式。对于一个时域的周期信号f（t），只要满足狄利克莱（Dirichlet）条件，就可以将其展开成三角形式或指数形式的傅里叶级数。

例如，对于一个周期为T的时域周期信号发f（t），可以用三角形式的傅里叶级数求出它的各次分量，在区间

实验4 矩形脉冲信号的分解

一、实验目的

1. 分析典型的矩形脉冲信号，了解矩形脉冲信号谐波分量的构成；

2. 观察矩形脉冲信号通过多个数字滤波器后，分解出各谐波分量的情况。

二、实验原理

1. 信号的频谱与测量

信号的时域特性和频域特性是对信号的两种不同的描述方式。对于一个时域的周期信号f(t)，只要满足狄利克莱(Dirichlet)条件，就可以将其展开成三角形式或指数形式的傅里叶级数。

例如，对于一个周期为T的时域周期信号f(t)，可以用三角形式的傅里叶级数求出它的各次分量，在区间(t1,t1?T)内表示为：

?f(t)?a??(acosn?t?bsinn?t)-----（1） 0nnn?1即将信号分解成直流分量及许多余弦分量和正弦分量，研究

1

其频谱分布情况。

A5?3?An?0t（a）0Ω3?5?ωA0（c）t（b）

图4-1 信号的时域特性和频域特性

信号的时域特性与频域特性之间有着密切的内在联系，这种联系可以用图4-1来形象地表示。其中图4-1(a)是信号在幅度--时间--频率三维座标系统中的图形；图4-1(b)是信号在幅度--时间座标系统中的图形即波形图；把周期信号分解得到的各次谐波分量按频率的高低排列，就可以得到频谱图。

一、选择题

1.在光滑的斜面上自由下滑的物体受到的力是(A )

A.重力和斜面的支持力 B.重力、下滑力和斜面的支持力

C.重力、下滑力 D.重力、支持力、下滑力和正压力

2.把力F分解为两个不为零的分力,下列分解哪种是可能的( )

A.分力之一垂直于F B.两分力在同一直线上,并与F重合

C.两分力都比F大 D.两分力都跟F垂直

3.一个已知力分解为两个分力时,下面哪种情况只能得到一组唯一的解( )

A.已知两个分力的大小

B.已知两个分力的方向

C.已知一个分力的大小和另一分力的方向

D.已知一个分力的大小和方向

4.如图所示,将光滑斜面上的物体的重

力mg分解为F1、F2两个力,下列结论正

确的是( )

A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的正压力

B.物体受mg、N、F1、F2四个力作用

C.物体只受重力mg和弹力N的作用、

D.力N、F1、F2三个力的作用效果跟mg、N两个力的作用效果相同

5.将一个力F分解为不在一直线上的两个力F1和F2,则( )

A.F1或F2都不可能和F在一直线上

B.F必大于F1和F2中的任一个力

C.F1或F2不可能和F垂直

D.F1和F2不可能相互垂直

6.将一个有确定方向的力F=1

实验四 方波信号的分解与合成

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。1822年法国数学家傅里叶在研究热传导理论时提出并证明了将周期函数展开为正弦级数的原理。奠定了傅里叶级数的理论基础、揭示了周期信号的本质，即任何周期信号（正弦信号除外）都可以看作是由无数不同频率、不同幅度的正弦波信号叠加而成的，就像物质都是由分子或者原子构成一样。周期信号的基本单元信号是正弦谐波信号。

一、实验目的

1、通过对周期方波信号进行分解，验证周期信号可以展开成正弦无穷级数的基本原理，了解周期方波信号的组成原理。

2、测量各次谐波的频率与幅度，分析方波信号的频谱。 3、观察基波与不同谐波合成时的变化规律。

4、通过方波信号合成的实验，了解数字通信中利用窄带通信系统传输数字信号（方波信号）的本质原理。

二、实验原理

1、一般周期信号的正弦傅里叶级数

按照傅里叶级数原理，任何周期信号在满足狄利克雷条件时都可以展开成如式2-3-1所示的无穷级数

?a0?A0? f(t)???ancos(n?t)??bnsin(n?t)???Ancos(n?t??n) （2-4-1）

2n?12n?1n?1其中Ancos(n?t??n)称为周期信号的n谐波分量，n次谐波

实验四 方波信号的分解与合成

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。1822年法国数学家傅里叶在研究热传导理论时提出并证明了将周期函数展开为正弦级数的原理。奠定了傅里叶级数的理论基础、揭示了周期信号的本质，即任何周期信号（正弦信号除外）都可以看作是由无数不同频率、不同幅度的正弦波信号叠加而成的，就像物质都是由分子或者原子构成一样。周期信号的基本单元信号是正弦谐波信号。

一、实验目的

1、通过对周期方波信号进行分解，验证周期信号可以展开成正弦无穷级数的基本原理，了解周期方波信号的组成原理。

2、测量各次谐波的频率与幅度，分析方波信号的频谱。 3、观察基波与不同谐波合成时的变化规律。

4、通过方波信号合成的实验，了解数字通信中利用窄带通信系统传输数字信号（方波信号）的本质原理。

二、实验原理

1、一般周期信号的正弦傅里叶级数

按照傅里叶级数原理，任何周期信号在满足狄利克雷条件时都可以展开成如式2-3-1所示的无穷级数

?a0?A0? f(t)???ancos(n?t)??bnsin(n?t)???Ancos(n?t??n) （2-4-1）

2n?12n?1n?1其中Ancos(n?t??n)称为周期信号的n谐波分量，n次谐波

实验报告

课程名称：电路与电子技术实验Ⅱ指导老师：张德华成绩：__________________ 实验名称：波形分解与合成实验类型：模拟电路实验 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1.了解有源带通滤波器的工作原理、特点；

2.掌握有源带通滤波器典型电路的设计、分析与实现；

3.学习有源带通滤波器典型电路的频率特性测量方法、电路调试与参数测试，了解其滤波性能； 4.了解非正弦信号离散频谱的含义；

5.利用有源带通滤波器、放大器实现波形的分解与合成； 6.通过仿真方法进一步研究有源带通滤波电路，了解不同的有源带通滤波器结构、参数对滤波性能的影响。 二、实验内容和原理 实验内容： 1.原理分析； 2.频率特性； 3.滤波效果；

4.波形的分解与合成。 实验原理： 0.滤波器

⑴定义：

让指定频段的信号通过，而将其余频段上的信号加以抑制，或使其急剧衰减。（选频电路）

⑵分类：

a)按照器件类型分类：

无源滤波器：由电阻、电容和电感等无源元件组成； 有源滤波器：采用集成运放和RC网络为

湖南文理学院

系统建模与设计报告

专业班级：电信10101班

学生姓名：吕勇军、杨锐

学生学号：201011020219、201011020127

指导教师：龚伟

设计时间： 2012-12-20

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基于matlab 的信号分解与合成

一、课程设计目的

1、学习MATLAB 软件的使用.

2、使学生掌握利用工具软件来实现信号系统基本概念、基本原理的方法。

二、基本要求

① 掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法；

② 学会 MATLAB 的使用，掌握 MATLAB 的程序设计方法；

③ 学会用 MATLAB 对信号进行分析和处理；

④ 信号的各参数需由键盘输入，输入不同参数即可得不同的x(t) 和x(n)；

⑤ 撰写课程设计论文，用数字信号处理基本理论分析结果。

三、设计方法与步骤

1、信号分解为正交函数

设有n 个函数123(),(),(

),,()n t t t t ???? 在区间12(,)t t 构成一个正交函数空间。将任一函数()f t 用这n 个正交函数的线性组合来近似，可表示为

11221()()()()()n

n n j j j f t C t C t C t C t ????=≈+++=∑ （1-1）

这里的问题是：如何选择j C

综合实验设计报告

题目：信号波形分离及合成的大综合电路

二级学院：机电工程学院

指导老师：施阁

队员姓名：陈前、高晓辉、秦凤立、余振威、顾李江、姚迪

日期：2011年1月7日

信号波形分离及合成的大综合电路设计题目

一、课题的任务和要求

课题任务是对一个特定频率的方波进行变换产生3个不同频率的正弦信号，再将这些正弦信号合成为近似方波和近似三角波。

二、实现方案的对比与分析

1．基本方波发生器方案的对比与分析

方案一：采用有源晶振。有源晶振频率太高，对环境要求相对较高，且不容易控制。

方案二：采用运放OPA820搭建矩形波发生电路，需要调节电阻来控制输出方波信号的频率，但产生方波较困难。

方案三：采用NE555多谐振荡器。由自激产生方波。产生的方波除基波成分外，还含有过多的高次谐波成分，其频率不易控制。但产生过程简单，后续电路对产生的波形有矫正作用。

经对比，我们采用方案三，作为方波发生电路。

2．波形变换电路方案的对比与分析

1） 分频方案的选择

方案一：采用D触发器。仅能实现2n（n=1,2,3…）分频，无法同时满足既产生10KHz又产生30KHz和50KHz的信号。

方案二：采用十六进制计数器。可实现2～15任意分频，可满足

毕 业 设 计 说 明 书

毕业设计题目 信号波形合成实验电路

系 电子信息工程系 专业班级 姓 名

学 号 指导教师

2011年5月29日

信号波形合成实验电路

摘 要

近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，随着科学技术的不断进步，人们利用各种方法增加对世界的感知，这些外界信息往往都是连续变化的模拟量，如热电偶、压力应变片等，所以要对模拟量系统进行数字控制，就必须对模拟量采集、处理和显示，因此信号波形合成的应用比较广泛。

系统主要分四大部分，即方波振荡电路，分频与滤波，移相处理，加法器。 系统模拟部分分别使用了TI公司的电源芯片MC34063，滤波芯片TLC04，运放芯片OPA820、OPA842、OP07，计数器74LS194，并在设计中利用TI公司的MSP430F149完成了对各正弦波的测量以及数显功能。

本文通过模拟电路来完成方波信号的产生、分频、滤波、放大、衰减、移相以及合成等功能。在信号处理中，根据设计要求和方波、三角波傅里叶变

实验一 调幅信号波形频谱仿真

一、实验题目

假设基带信号为m(t)?sin(2000?t)?2cos(1000?t)，载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形及频谱。

二、实验环境

1、PC机

2、MATLAB等仿真软件

三、基本原理

1、AM调制原理

对于单音频信号

m(t)?Amsin(2?fmt)

进行AM调制的结果为

sAM(t)?Ac(A?Amsin(2?fmt))sin2?fct?AcA(1?asin(2?fmt))sin2?fct

其中调幅系数a?Am，要求a?1以免过调引起包络失真。 A由Amax和Amin分别表示AM信号波形包络最大值和最小值，则AM信号的调幅系数为

a?Amax?Amin

Amax?Amin2、DSB-SC调制原理

DSB信号的时域表达式为

sDSB(t)?m(t)cos?ct

频域表达式为

1SDSB(?)?[M(???c)?M(???c)]

23、SSB调制原理

SSB信号只发送单边带，比DSB节省一半带宽，其表达式为：

sssB(t)?1Amcosmtcoswmt21Amtsinwct2

仿真思路

定义时域采样率、截断时间和采样点数，可得到载波和调制信号，容易根