电信号周期测量实验报告

实验3.4 典型电信号的观察与测量

一、实验目的

1．熟悉信号发生器、示波器和交流毫伏表各主要开关和旋钮的使用方法。

2．掌握用示波器观察电信号波形，学会利用示波器定量测量正弦信号、脉冲信号的波形参数。

二、实验仪器与器件

1．双踪示波器 1台 2．函数信号发生器 1台 3．交流毫伏表 1台

三、实验原理

正弦交流信号（见图3.4.1）和矩形波脉冲信号（见图3.4.2）是常用的电激励信号。正弦信号的波形参数是幅值Um、周期T（或频率f）和初相 ；矩形波脉冲信号的波形参数是幅值Um、脉冲重复周期T和脉冲宽度TW。正弦信号和脉冲信号由函数信号发生器提供。函数信号发生器的使用方法参见第二章第二节。

U

t

图3.4.2 矩形波信号波形

图3.4.1 正弦波信号波形

电子示波器是一种信号图形测量仪器，可定量测出电信号的波形参数。从荧光屏Y轴刻度并结合其量程分档选择开关读得电信号的幅值；从荧光屏的X轴并结合其量程分档选择开关读得电信号的周期、脉宽相位差等参数。示波器的具体使用方法参见第二章第二节。

交流毫伏表是一种交流电压测量仪器，可测量频带为几Hz ~ 几GHz、电压值范围为μV ~

Merit 所有

实验五：典型电信号的观察与测量

一、实验目的：

1、 2、

熟悉函数信号发生器的各种旋钮、开关的作用及其使用方法。 初步掌握用示波器观察电信号波形， 定量测出正弦信号和脉冲

信号的波形参数。

二、实验原理：

1、

正弦交流信号和方波脉冲信号是常用的电激励信号， 可以由函

数信号发生器提供 2、

电子示波器是一种信号波形观察和测量仪器， 可定量测出电信

号的波形参数。

三、实验仪器：

1、双踪示波器

1 台

2、函数信号发生器 1 台

四、实验内容与照片

1、 双踪示波器的自检

Merit 所有

2、信号的观测 （1）幅值 1v 频率 50Hz

(2)幅值 1v 频率 1.5kHz

Merit 所有

(3) 幅值 1v 频率 20kHz

信号发生器读数

正弦信号频率的测定

项目测定

50Hz

示波器“t/div 值” 一个周期占有的 格数 信号周期(s) 计 算 所 得 频 率

50

（Hz）

0.02 10ms

2

1500Hz 0.2ms 3.2

20000Hz 0.02ms 2.2

0.00064 0.000044

1562.5 22727.27

在这里， “t/div表”示横向每个所代表的时间。可以看出，经计算

Merit

心电信号放大器设计

心电信号放大器设计

一、

设计用于检测人体心电信号的放大器，要求如下：

1、 输入阻抗≥10MΩ。 2、 共模抑制比≥80dB。 3、 电压放大倍数1000倍。 4、 频带宽度为0.5Hz~100Hz。

5、 放大器的等效输入噪声（包括50Hz交流干扰）≤200μV。

二、

设计方案分析

1、 心电信号的特点及检测

人体的各种生理参数如心电、脑电、肌电等生物电信号都是属于强噪声背景下微弱的低 频信号，是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，与其他生物电信号相比，该信号也比较容易检测同时具有直观的规律性。一般人体心电信号的幅值约20μV~5mV，频带宽度为0.05Hz~100Hz，由于心电信号取自于活体，所以信号源内阻较高，且存在着较强的背景噪声和干扰。

在检测人体生物电信号时，需要采用所谓的生物电测量电极，又称引导电极来实现的，通过引导电极将生物电信号引入到放大器的输入端。对于心电信号的检测，临床上为了统一和便于比较所获得心电信号波形，对测定心电信号（ECG）的电极和引线与放大器的联接方式有严格的统一规定，称之为心电图的导联系统。目前国际上均采用标准导联，即将电极捆绑在手腕或脚腕的内侧面

信号与系统

实验报告

实验三 周期信号的频谱分析

学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师

实验报告评分：_______

实验三 周期信号的频谱分析

一、实验目的

1、掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法；

2、观察截短傅里叶级数而产生的“Gibbs现象”，了解其特点以及产生的原因； 3、掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征。 二、实验内容

实验前，必须首先阅读本实验原理，读懂所给出的全部范例程序。实验开始时，先在计算机上运行这些范例程序，观察所得到的信号的波形图。并结合范例程序应该完成的工作，进一步分析程序中各个语句的作用，从而真正理解这些程序。 实验前，一定要针对下面的实验项目做好相应的实验准备工作，包括事先编写好相应的实验程序等事项。

Q3-1 编写程序Q3_1，绘制下面的信号的波形图：

?111n? x(t)?co

信号与系统 实验报告

实验三 周期信号的频谱分析

实验三 周期信号的频谱分析

实验目的：

1、掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法； 2、观察截短傅里叶级数而产生的“Gibbs现象”，了解其特点以及产生的原因；

3、掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征。

实验内容：

（1）Q3-1 编写程序Q3_1，绘制下面的信号的波形图：

其中，0 = 0.5π，要求将一个图形窗口分割成四个子图，分别绘制cos(、cos(3、cos(5 和x(t) 的波形图，给图形加title，网格线和x坐标标签，并且程序能够接受从键盘输入的和式中的项数。

程序如下:

clear,%Clear all variables

close all,%Close all figure windows

dt = 0.00001; %Specify the step of time variable t = -2:dt:4; %Specify the interval of time w0=0.5*pi; x1=cos(w0.*t); x2=cos(3*w0.*t); x3=cos(5*w0.*t);

N=input('Type in th

示波器的使用

1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉各个旋钮的作用和使用方法。 2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法；了解用示波器测量相位差的方法。

3、掌握观察李萨如图形的方法，并能用李萨如图形测量未知正弦信号的频率；能用示波器观察“拍”现象。

1、通用双通道示波器的结构，面板旋钮的作用和使用方法；

2、通用双通道示波器的工作原理，李萨如图形测量未知正弦信号频率的原理，观察“拍”现象的原理。

一、前言

示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器，主要用于观察电信号随时间变化的波形，定量测量波形的幅度、周期、频率、相位等参数。

一般的电学量（如电流、电功率、阻抗等）和可转化为电学量的非电学量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率）以及它们随时间变化的规律都可以用示波器来观测。由于电子的惯性很小，电子射线示波器一般可在很高的频率范围内工作。

采用高增益放大器的示波器可以观察微弱的信号；具有多通道的示波器，则可以同时观察几个信号，并比较它们之间的相应关系（如时间差或相位差），是目前科学实验、科研生产常用的电子仪器。

二、实验仪器

通用双通道示波器，函数信号发生器、同轴电缆等。

三、实验原理

1、仪器工作原

预习报告内容

(1)实验名称 (2)实验目的 (3)实验原理 主要原理公式及简要说明(主要是公式的适用 条件，以及如何在实验过程中得以保证)(不 得抄书);画好必要的原理图等。 (4)实验仪器 (5)预习思考题回答 (6)实验数据表格

第一阶段实验项目

一、弹簧振子振动周期的测量 二、用三线摆测量物体的转动惯量

一、弹簧振子振动周期的测量

实验目的

测定弹簧的倔强系数(stiffness coefficient) 研究弹簧振子的振动特性，验证周期公式 学习处理实验数据

实验原理

一根上端固定的圆柱螺旋弹簧下端悬 一重物后，就构成了弹簧振子。当振 子处于静止状况时，重物所受的重力 与弹簧作用于它的弹性恢复力相平衡 ，这是振子的静止位置，叫做平衡位 置。如用外力使振子离开平衡位置然 后释放，则振子将以平衡位置为中心 作上下振动。

平衡位置

m T 2 k

√?

1、弹簧振子的振动周期验证周期公式，假设：

待定常数

T AK m倔强系数

振子质量

设计实验？

确定周期公式中的参数1、保持振子质量m不变 T=C1Kα,C1=Amβ=常数 曲线取直：lgT=lgC1+αlgK

T AK m

可求出α,lgC1 求出A

2、保持倔强系数K不变 T=C2 mβ

1

课题一 心电信号分析系统的设计

一、本课题的目的

本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析及滤波器的应用。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的：

(1)了解MATLAB软件的特点和使用方法，熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程；

(2)了解人体心电信号的时域特征和频谱特征； (3)进一步了解数字信号的分析方法；

(4)通过应用具体的滤波器进一步加深滤波器理解；

(5)通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

二、课题任务

设计一个简单的心电信号分析系统。对原始心电信号做输入后，对其做一定的数字信号处理，进行频谱分析。采用Matlab语言设计，要求分别采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式。根据具体设计要求完成系统的程序编写及调试。

(1)对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形。

(2)对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。 (3)根据心电信号的频域特征（自己查阅相关资料），设计相应的低通和高通滤波器。 (4)编程绘制实现信号处理前后的频谱，做频谱分析，得出相关结论

肌电信号的时域和频域分析

摘要：肌电信号是产生肌肉力的电信号根源，它是肌肉中很多运动单元动作电 位在时间和空间上的叠加，反映了神经，肌肉的功能状态，在基础医学研究、 临床诊断和康复工程中有广泛的应用。

其种类重要有两种：一，临床肌电图检查多采用针电极插入肌肉检测肌 电图，其优点是干扰小，定位性好，易识别，但由于它是一种有创伤的检测 方法，其应用收到了一定的限制。二，表面肌电则是从人体皮肤表面通过电 极记录下来的神经肌肉活动时发放的生物电信号，属于无创伤性，操作简单， 病人易接受，有着广泛的应用前景。

本次设计基于matlab用小波变换对肌电信号进行消噪处理，分别选用20N的肌电信号数据和50N的肌电数据进行对比，最后在GUI界面上完成相应的功能处理。

关键字：肌电信号 Matlab 小波去噪 GUI

第一章 绪论

肌电信号是产生肌肉力的电信号根源，它是肌肉中很多运动单元动作电位 在 时 间 和 空 间 上 的 叠 加，反 映 了 神 经，肌 肉 的 功 能 状 态，在基础医学研究、临床诊断和康复工程中有广泛的应用。

其种类重要有两种：一，临床肌电图检查多采用针电极插入肌肉检测肌电图，其优点是干扰小，定位性好，易识别，但

信 号 与 系 统

上 机 实 验 报 告

学院： 学号：

姓名： 指导老师：

年 月 日

摘要

本次实验使基于Matlab对一些基本信号进行处理，包括信号的产生，信号的运算、拆分，对信号求卷积以及对画出信号频域响应等操作。本次实验一共有3个实验题目。

实验一是表示信号、系统的Matlab函数、工具箱的基本运用。这个实验要求我们用Matlab工具箱表示出集中基本的离散信号，包括单位冲激信号、单位阶跃序列、正弦序列和指数序列，并对这些信号进行一些基本的运算，包括信号加、信号乘、信号奇偶拆分，最后通过工具箱的出来的图像，分析出生成新信号的周期。

实验二使研究离散系统的冲激响应、卷积和。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱计算两个信号的卷积，并作出图像；然后用工具箱由离散信号的差分方程求解系统输出，并做出图像；然后再自己写一个用filter函数求解系统输出的程序。

实验三是研究离散系统的转移函数、零极点分布和模拟。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱根据系统函数求出系统的零极点，画出零极点图；然后根据系统的零