教學(xué)設(shè)備

 DB-XH1 信號(hào)與系統(tǒng)模塊組成介紹

一、系統(tǒng)介紹
“DB-XH1 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱”是我公司最新研制成功的，是專門為《信號(hào)與系統(tǒng)》課程而設(shè)計(jì)的。該實(shí)驗(yàn)箱提供了信號(hào)的頻域、時(shí)域分析的實(shí)驗(yàn)手段，利用該實(shí)驗(yàn)箱可進(jìn)行階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的時(shí)域分析；連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬；抽樣定理與信號(hào)恢復(fù)的分析與研究；一階、二階電路的暫態(tài)響應(yīng)；二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡顯示；系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的模擬解； 二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬； 矩形脈沖信號(hào)的分解； 矩形脈沖信號(hào)的合成；諧波幅度對(duì)波形合成的影響

二、系統(tǒng)特點(diǎn)：
    1、緊扣教學(xué)大綱、內(nèi)容簡潔、重點(diǎn)突出：對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的大部分章節(jié)均提供有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有教學(xué)性和通用性，同時(shí)也使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)更透徹得掌握原理性的知識(shí)。
2、電路模塊化設(shè)計(jì)：每一個(gè)實(shí)驗(yàn)單元均以一模塊來劃分，實(shí)驗(yàn)名稱與模塊名相對(duì)應(yīng)。模塊內(nèi)的電路在相應(yīng)的位置畫出，使實(shí)驗(yàn)者一目了然。

它由以下模塊組成：
1、電源輸入模塊
2、函數(shù)發(fā)生器模塊
3、信號(hào)的分解與合成模塊
4、一階電路暫態(tài)響應(yīng)模塊
5、二階電路傳輸特性模塊
6、二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡模塊
7、階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)模塊
8、抽樣定理模塊
9、模擬濾波器模塊
10、基本運(yùn)算單元與連續(xù)系統(tǒng)的模擬模塊
11、二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬
12、系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的模擬解
11、頻率計(jì)與毫伏表
各模塊的具體用途及使用將在第二節(jié)中介紹。



該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)分布圖如圖1-1所示。


 各實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊介紹

在本節(jié)中，將分別介紹實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的各個(gè)模塊單元。在第一節(jié)的系統(tǒng)介紹中，已介紹了本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由16個(gè)模塊組成�，F(xiàn)在詳細(xì)說明如下：

1、電源輸入模塊
此模塊位于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的右上角部分，分別提供+12V（P003)、+5V（P001）、-12V（P004）、-5V（P002）的電源輸出。4組電源分別對(duì)應(yīng)4個(gè)發(fā)光二極管，電源輸出正常時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開電源后，首先檢查這些電源指示燈是否點(diǎn)亮。如不亮，請(qǐng)立即關(guān)閉電源，以免損壞儀器。待故障排除后，再打開電源。

2、函數(shù)發(fā)生器模塊
提供的波形種類有：正弦波、三角波、方波、矩形波（占空比可調(diào)）。
信號(hào)的頻率范圍：8Hz—100KHz，分四個(gè)頻段。
可通過電位器，分別調(diào)節(jié)信號(hào)的頻率、幅度、占空比和掃速。
信號(hào)輸出孔：
    P701：函數(shù)發(fā)生器的輸出端（正弦波、三角波、方波）
       P702：掃頻信號(hào)輸出端
有兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)：
   TP701 ： 輸出信號(hào)的波形
   TP702： 掃頻信號(hào)的波形。

3、信號(hào)分解與合成模塊
此模塊位于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的中部，主要完成信號(hào)的分解與合成，模塊的上半部分為信號(hào)的分解，下半部分為信號(hào)的合成。信號(hào)的分解部分提供了7個(gè)波形輸出測(cè)量點(diǎn)，TPDC、TPF1、TPF2、TPF3、TPF4、TPF5、TPF6；TPF1—TPF6分別為信號(hào)的1—6次諧波輸出波形，TPDC為直流成分（即頻率低于是10Hz）的輸出波形；在信號(hào)合成部分中，把分解輸出的各次諧波信號(hào)連接輸入至合成部分，在合成的輸出測(cè)量點(diǎn)POUT上可觀察到合成后的信號(hào)波形。

4、一階電路暫態(tài)響應(yīng)模塊
此模塊可根據(jù)自己的需要搭接一階電路，觀測(cè)各點(diǎn)的信號(hào)波形。
有6個(gè)測(cè)量點(diǎn)：
   TPA01、TPA07：輸入信號(hào)波形測(cè)量點(diǎn)；
   TPA04、TPA05：一階RC電路輸出信號(hào)波形測(cè)量點(diǎn)；
   TPA09、TPA10：一階RL電路輸出信號(hào)波形測(cè)量點(diǎn)。
信號(hào)插孔：
   PA01、PA07：輸入信號(hào)插孔；
   PA02、PA03、PA04、PA05、PA06、PA09、PA10：電路連接插孔。

5、二階電路的傳輸特性模塊
此模塊亦可根據(jù)需要搭接二階電路，觀察各測(cè)量點(diǎn)的信號(hào)波形。
有兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)：
   TP801：二階RC電路傳輸特性測(cè)量點(diǎn)；
   TP807：二階RL電路傳輸特性測(cè)量點(diǎn)。
信號(hào)插孔：
   P801，P803：信號(hào)輸入插孔。

6、二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡模塊
此模塊除完成二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡觀察的實(shí)驗(yàn)，還可完成二階電路暫態(tài)響應(yīng)觀察的實(shí)驗(yàn)。
有三個(gè)測(cè)量點(diǎn)：
   TP901：輸入信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP902、TP903：輸出信號(hào)波形觀察點(diǎn)。
信號(hào)插孔：
   P901：信號(hào)輸入插孔。

7、階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)模塊
接入適當(dāng)?shù)妮斎胄盘?hào)，可觀測(cè)輸入信號(hào)的階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)。
有四個(gè)測(cè)量點(diǎn)：
   TPB01：進(jìn)行沖激響應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)的輸入信號(hào)波形的測(cè)量點(diǎn)；
   TPB03：進(jìn)行階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)的輸入信號(hào)波形的測(cè)量點(diǎn)；
   TPB02：沖激信號(hào)觀測(cè)點(diǎn)；
   TPB04：沖激響應(yīng)，階躍響應(yīng)信號(hào)輸出觀測(cè)點(diǎn)。
信號(hào)插孔：
   PB01、PB03：信號(hào)輸入插孔；
   PB02：電路連接插孔。

8、抽樣定理模塊
通過本模塊可觀測(cè)到抽樣過程中各個(gè)階段的信號(hào)波形。
信號(hào)插孔：
   P401：信號(hào)輸入插孔；
   P403：抽樣信號(hào)輸出插孔；
   P503：恢復(fù)信號(hào)輸出插孔；
   其它：元器件選擇插孔。
有四個(gè)測(cè)量點(diǎn)：
   TP501：輸入信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP502：開關(guān)信號(hào)觀測(cè)點(diǎn)；
   TP503：輸入信號(hào)經(jīng)采樣后的信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP503：抽樣信號(hào)經(jīng)濾波器恢復(fù)后的信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)。

開關(guān) K501：用于調(diào)節(jié)抽樣信號(hào)的頻段。
電位器WR501：用于調(diào)節(jié)抽樣信號(hào)的頻率。

9、模擬濾波器模塊
提供了多種有源、無源濾波器，包括低通無源濾波器、低通有源濾波器、高通無源濾波器、高通有源濾波器、帶通無源濾波器、帶通有源濾波器、帶阻無源濾波器和帶阻有源濾波器。根據(jù)自己的需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
有8個(gè)測(cè)量點(diǎn)：
   TP302：信號(hào)經(jīng)低通無源濾波器后的輸出信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP304：信號(hào)經(jīng)低通有源濾波器后的輸出信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP306：信號(hào)經(jīng)高通無源濾波器后的輸出信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP308：信號(hào)經(jīng)高通有源濾波器后的輸出信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP310：信號(hào)經(jīng)帶通無源濾波器后的輸出信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP312：信號(hào)經(jīng)帶通有源濾波器后的輸出信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP314：信號(hào)經(jīng)帶阻無源濾波器后的輸出信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
   TP316：信號(hào)經(jīng)帶阻有源濾波器后的輸出信號(hào)波形觀測(cè)點(diǎn)；
信號(hào)插孔：
      信號(hào)輸入插孔：P301、P303、P305、P307、P309、P311、P313、P315；
   信號(hào)輸出插孔：P302、P304、P306、P308、P310、P312、P314、P316。

10、基本運(yùn)算單元與連續(xù)系統(tǒng)的模擬模塊
本模塊提供了很多開放的電阻、電容，可根據(jù)需要搭接不同的電路，進(jìn)行各種測(cè)試。如可實(shí)現(xiàn)加法器、比例放大器、積分器及一階系統(tǒng)的模擬。
含有2個(gè)測(cè)量點(diǎn)：
   TP402：運(yùn)算放大器U401的輸出；
   TP406：運(yùn)算放大器U402的輸出。
信號(hào)插孔：
   P400：運(yùn)算放大器U401的同相輸入端；
   P401：運(yùn)算放大器U401的反相輸入端；
   P402：運(yùn)算放大器U401的輸出端；

   P404：運(yùn)算放大器U402的同相輸入端；
   P405：運(yùn)算放大器U402的反相輸入端；
   P406：運(yùn)算放大器U402的輸出端；

11、頻率表與毫伏表
頻率表： 顯示信號(hào)源輸出的信號(hào)的頻率值，指示的頻率范圍為0—100KHz;
毫伏表： 顯示信號(hào)源輸出信號(hào)的幅度的平均值，所測(cè)信號(hào)的幅值范圍為0—10V。頻率為0～100Hz。     
開關(guān) K101 用 于選擇所測(cè)的波形信號(hào)。