JH5004型信號與系統實驗箱一、系統描述 JH5004型信號與系統實驗箱 設備涉及有基本運算單元、信號的合成、線性時不變系統、零輸入響應與零狀態響應、二階串聯諧振、二階并聯諧振、有源與無源濾波器、PAM傳輸系統（可擴成FDM傳輸系統）、PAM抽樣定理、二階網絡狀態矢量、RC振蕩器、一階網絡、二階網絡、反饋系統應用、二次開發等實驗。在該實驗平臺上有一 信號產生模塊 ，可產生30多種特殊類型的測試信號，學生可以通過鍵盤選擇相應的信號用于實驗測試。在該硬件平臺中，模塊化功能較強。對于每一個模塊，在PCB板上均由電路圖與之對應，每個測試模塊都能單獨開設實驗，便于教學與學習。在 信號與系統 實驗箱中，電源插座與電源開關在機箱的后面，電源模塊在該實驗平臺電路板的下面，它主要完成交流~220V到+5V、+12V、-12V的直流變換，給整個硬件平臺供電。二、系統特點近兩年來為適應21世紀科學技術的發展，加強基礎性、增強適應性、注重人才綜合素質的培養，已成為社會各界的共識。而 信號與系統 課程又是信息技術的基礎課程，它是從事信息工程技術研究人員所不可缺少的必備知識。為了能讓學生在 信號與系統 課程學習到扎實的基礎理論知識，同時與現代技術發展緊密結合，在廣泛征求各高校意見的基礎上，捷輝科技有限公司推出JH5004 信號與系統 實驗設備。該實驗設備是對目前一般實驗設備的綜合與擴充，并突出了以下幾個方面的特色：1、緊扣教學大綱：本實驗設備是以高等教育出版社的國家重點教材 信號與系統 （鄭君里等）一書背景，這使實驗內容更具教學性、通用性，與當今 信號與系統 課程的教學大綱結合緊密。該實驗設備對 信號與系統 課程的大部分章節均提供有實驗項目，使學生對原理性的知識通過實踐環節學得更深、更透。2、內容簡潔、重點突出：由于這門課是一門基礎課，很多學生對電子類實驗設備、儀器儀表還不太熟習，因而在保證基本實驗內容下，實驗內容設計力求簡潔、重點突出。3、電路模塊化、可互連：在實驗箱中，對每一個實驗單元均以一模塊來劃分，模塊內電路在相應模塊位置上畫出，使實驗者一目了然。各實驗模塊可進行互連構成新的實驗系統，提高學生學習的興趣，增強實驗效果。4、測量結果易觀察：系統的暫態過程、系統在各種輸入信號下的特性是 信號與系統 課程的一個重要方面，而這些實驗結果的觀察需配備復雜的信號源與性能較好的測量儀器（如存貯示波器），這對實驗室有較大的投入。本實驗箱自身提供豐富的測試信號源（30多種）與可操作的測量手段，使實驗室的建設經費大大降低，同時讓實驗更易開設實驗、學習基本知識更易掌握。5、實驗具有啟發性和可擴展性：為了充分發揮實驗課程在教學中的作用，在 實驗思考 一欄中為學習者安排了具有啟發性、具有一定深度和可擴展性的實驗內容，供學有余力的學生進行操作。實驗設備的二次開發模塊提供有常用電路組成元件，學生可以用所學的知識或根據書本內容自行設計相應的實驗電路，利用這些器件自行設計實驗，而這些方法或思路在實驗指導書中均未涉及。這既可開拓學生的思路，又能讓學生真正體現是在做實驗，而不是在看實驗，加強學生動手做實驗的能力。三、實驗介紹l 實驗一常用信號的分類與觀察該實驗讓學生學習觀察常用信號的波形特點及其產生方法，學會使用示波器對常用波形參數的測量，同時熟悉測量設備的基本操作。主要實驗內容：指數信號觀察、正弦信號觀察、指數衰減正弦信號觀察（正頻率信號）、指數衰減正弦信號觀察（負頻率信號）、Sa（t）信號觀察、鐘形信號（高斯函數）觀察、脈沖信號觀察等。l 實驗二 信號的基本運算單元該實驗讓學生掌握信號與系統中基本運算單元的構成，熟悉基本運算單元的特點以及掌握對基本運算單元的測試方法。主要實驗內容：加法器特性觀察、減法器特性觀察、倍乘器特性觀察、反相器特性觀察、積分器特性觀察、微分器特性觀察等。l 實驗三 信號的合成該實驗讓學生掌握周期信號的傅里葉變換和頻譜特性，理解傅里葉變換的本質及學會對一般周期信號在時域上進行合成。主要實驗內容：方波信號的合成、周期鋸齒信號的合成、周期半波信號合成等。l 實驗四 線性時不變系統該實驗讓學生掌握線性時不變系統的特性和學會驗證線性時不變系統的性質。主要實驗內容：疊加性與均勻性觀察、時不變特性觀察、微分特性觀察、因果性觀察等。l 實驗五 零輸入響應與零狀態響應分析該實驗讓學生掌握電路的零輸入響應與電路的零狀態響應，學會電路的零狀態響應與零輸入響應的觀察方法。主要實驗內容：系統的零輸入響應特性觀察、系統的零狀態響應特性觀察等。l 實驗六 二階串聯、并聯諧振系統該實驗讓學生掌握二階串聯與并聯諧振電路的基本構成，掌握二階串聯與并聯諧振電路的S平面分析方法，熟悉二階串聯與并聯諧振電路特征參數的物理含義。主要實驗內容：串聯諧振電路頻響特性的觀察、并聯諧振電路頻響特性的觀察等。l 實驗七 ＡＭ調制與解調該實驗讓學生掌握AM調制器的組成，掌握非相干AM（檢波）解調器的原理以及相干AM（同步）解調器的原理。主要實驗內容：載波信號的產生、AM調制波形的產生、AM的檢波解調、AM的同步解調等。l 實驗八 FDM頻分復用實驗該實驗讓學生掌握FDM復用的基本原理和FDM解復用的常用方法。主要實驗內容：載波信號和產生、兩路調制波形的產生、兩路信號的復用、兩路FDM的解復接等。l 實驗九 信號的抽樣與恢復（ＰＡＭ）該實驗讓學生學習和驗證抽樣定理，觀察了解PAM信號形成的過程。主要實驗內容：信號測量、采樣沖擊串的測量、信號采樣的PAM序列觀察、PAM信號的恢復、平頂抽樣信號觀測等。l 實驗十 模擬濾波器實驗該實驗讓學生掌握低通無源濾波器的設計，學會將無源低通濾波器與帶通、高通濾波器的轉換，了解常用有源低通濾波器、高通濾器、帶通濾波器、帶阻濾波器的結構與特性以及巴特沃茲低通濾器與切比雪夫低通濾波器的特點，學會用信號源與示波器測量濾波器的頻響特性。主要實驗內容：無源濾波器的測量（四階無源巴特沃思低通濾波器、帶通濾波器，六階無源巴特沃思低通濾波器、高通濾波器）、有源濾波器特性測量（二階有源巴特沃思低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器，二階有源切比雪夫低通濾波器、八階有源切比雪夫低通濾波器）等。l 實驗十一 一階網絡特性測量該實驗讓學生掌握一階網絡的構成方法，掌握一階網絡的系統響應特性以及了解一階網絡波特圖的測量方法。主要實驗內容：一階網絡波特圖的測量、一階網絡單位階躍響應測量、用二次開發模塊自行設計實驗。l 實驗十二 二階網絡特性測量該實驗讓學生掌握二階網絡的構成方法，掌握二階網絡的系統響應特性，了解二階網絡波特圖的測量方法。主要實驗內容：二階網絡波特圖的測量、二階網絡單位階躍響應測量、用二次開發模塊自行設計實驗。l 實驗十三 反饋系統與系統頻響特性該實驗讓學生掌握反饋系統的基本特性，熟悉反饋系統改善系統的頻響性能的機理。主要實驗內容：原始傳輸系統的頻響特性測量、反饋傳輸系統的頻響特性測量。l 實驗十四 RC振蕩器特性測量該實驗讓學生進一步熟悉反饋系統的基本特性，利用反饋如何產生自激振蕩以及如何改變振蕩器的輸出頻率。通道增益的測量、反饋傳輸系統的構成、自激振蕩器的產生等。l 實驗十五 二階網絡狀態變量的測量該實驗讓學生掌握系統狀態變量的分析方法，了解二階網絡狀態特點。