姓名:超哥學號:09050202xx 班級:電氣09
實驗指導老師：仇芝成績
一、實驗目的
1．用同時分析法觀測50hz 非正弦週期訊號的頻譜，並與其傅利葉級數各項的頻率與
係數作比較。
2．觀測基波和其諧波的合成。
二、實驗裝置
1、thbcc-1型訊號與系統控制理論及計算機控制技術實驗平台
2、pc機（含「thbcc-1」軟體）
3、雙蹤慢掃瞄示波器
三、實驗原理
1．乙個非正弦週期函式可以用一系列頻率成整數倍的正弦函式來表示，其中與非正弦
具有相同頻率的成分稱為基波或一次諧波，其它成分則根據其頻率為基波頻率的2、3、4、、
n 等倍數分別稱二次、三次、四次、、n 次諧波，其幅度將隨諧波次數的增加而減小，直
至無窮小。不同頻率的諧波可以合成乙個非正弦週期波，反過來，乙個非正弦週期波也可以分解為無限個不同頻率的諧波成分。
2.實驗裝置的結構圖
3．乙個非正弦週期函式可用傅利葉級數來表示，級數各項係數之間的關係可用一各個
頻譜來表示，不同的非正弦週期函式具有不同的頻譜圖，各種不同波形及其傅氏級數表示式
如下。四、實驗內容及步驟
1．將50hz 訊號源接至訊號分解實驗模組bpf 的輸入端。
2．將各帶通濾波器的輸出（注意各種不同訊號所包含的頻譜）分別接至示波器，觀測各次諧波的頻率和幅值，畫出波形並列表記錄頻率和幅值。
3．將方波分解所得的基波和三次諧波分量接至加法器的相應輸入端，觀測加法器的輸出波形，並記錄之。
4．在步驟3 的基礎上，再將五次諧波分量加到加法器的輸入端，觀測相加後的波形，記錄之。
5．分別將50hz 單相正弦半波、全波、矩形波和三角波的輸出訊號（因實驗時間有限，在上述訊號中選擇了方波）接至50hz 電訊號分解與合成模組輸入端、觀測基波及各次諧波的頻率和幅度，列表記錄之。
6．將50hz 單相正弦半波、全波、矩形波、三角波的基波和諧波分量別接至加法器的相應的輸入端，觀測求和器的輸出波形，並記錄之。
五、實驗資料或曲線
1．根椐實驗測量所得的資料，在同一座標紙上繪製方波及其分解後所得的基波和各次諧波的波形，畫出其頻譜圖。
（1）方波和基波
（2）方波和二次諧波
（3）方波和三次諧波
（4）方波和四次諧波
（5）方波和五次諧波
（6）方波和六次諧波
2．將所得的基波和三次諧波及其合成波形一同繪製在同一座標紙上。
（1）基波、基波和三次諧波合成波形
（2）三次諧波、基波和三次諧波合成波形
3．將所得的基波、三次諧波、五次諧波及三者合成的波形一同繪畫在同一座標紙上，並把實驗4 中所觀測到的合成波形也繪製在同一座標紙上，便於比較。
（1）基波、基波及三五次諧波的合成波形
（2）三次諧波、基波及三五次諧波的合成波形
（3）五次諧波、基波及三五次諧波的合成波形
六、實驗思考題
1． 什麼樣的週期性函式沒有直流分量和余弦項？
答：原週期函式必須是奇函式。奇函式傅利葉展開後仍然保持是奇函式，因此只有正弦項，沒有直流和余弦項。
2．分析理論合成的波形與實驗觀測到的合成波形之間誤差產生的原因。
答：理論合成是由無限個波形合成的，而實驗合成是由有限個波形合成的。
上機實驗四 非週期訊號的頻譜分析
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05 2 運動的合成與分解
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5 力的合成與分解
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