1、精選文檔 實驗十二 信號卷積實驗一、實驗目的1、理解卷積的概念及物理意義。2、 通過實驗的方法加深對卷積運算的圖解方法及結果的理解。二、實驗儀器1、雙蹤示波器 1臺2、信號源及頻率計模塊S2 1塊3、數字信號處理模塊S4 1塊三、實驗原理卷積積分的物理意義是將信號分解為沖激信號之和，借助系統的沖激響應，求解系統對任意激勵信號的零狀態響應。設系統的激勵信號為，沖激響應為，則系統的零狀態響應為：對于任意兩個信號和，兩者做卷積運算定義為：=*=*表12-1 常用信號卷積表（一） 兩個矩形脈沖信號的卷積過程兩信號與都為矩形脈沖信號，如圖12-1所示。下面由圖解的方法（圖12-1）給出兩個信號的卷積過程

2、和結果，以便與實驗結果進行比較。圖解法的一般步驟為：圖12-1兩矩形脈沖的卷積積分的運算過程與結果（二）矩形脈沖信號與鋸齒波信號的卷積信號為鋸齒波信號，為矩形脈沖信號，如圖12-2所示。根據卷積積分的運算方法得到和的卷積積分結果，如圖12-2(i)所示。圖12-2矩形脈沖信號與鋸齒脈沖信號的卷積積分的結果（三） 本實驗進行的卷積運算的實現方法在本實驗裝置中采用了DSP數字信號處理芯片，因此在處理模擬信號的卷積積分運算時，是先通過A/D轉換器把模擬信號轉換為數字信號，利用所編寫的相應程序控制DSP芯片實現數字信號的卷積運算，再把運算結果通過D/A轉換為模擬信號輸出。結果與模擬信號的直接運算結果是

3、一致的。數字信號處理系統逐步和完全取代模擬信號處理系統是科學技術發展的必然趨勢。圖12-3為信號卷積的流程圖。A/D轉換f1(t)DSP數字信號處理芯片完成卷積D/A轉換f1(t)*f2(t)f2(t)圖12-3 信號卷積的流程圖四、實驗內容（一）、檢測矩形脈沖信號的自卷積結果。實驗步驟如下： 連接信號源及頻率計模塊S2中模擬信號源輸出口P2與數字信號處理模塊S4上的P9，將示波器CH1連接到TP9；在方波模式下，調節“ROL1”是方波的頻率為500Hz。然后按下“ROL1”旋鈕約1秒鐘后，待頻率計數碼管出現“dy”后，調節“ROL1”，是數碼管上顯示數據“50”（占空比調為50%）。（注意：

4、輸入波形的頻率與幅度要在信號源P2端與P9連接后，在TP9上測試。） 將撥動開關SW1調整為“00000010”。 按下復位鍵S2。 將示波器的CH1接于TP9；CH2接于TP1。對比觀察輸入信號與卷積后輸出信號的波形。本實驗中，采用的是兩個矩形脈沖信號卷積，最后在TP1（卷積輸出測量點）上應可觀測到一個三角波。（二）、信號與系統卷積TP9處觀察輸入信號要求：頻率約為500Hz，占空比約為50%的方波；實驗步驟如下： 連接信號源及頻率計模塊S2上信號輸出點P2與數字信號處理模塊S9上的P9； 調節信號源上相應的旋鈕，使TP9處觀察到的信號符合要求（具體調節方式可參考上個實驗）。 將撥動開關SW1調整為“00000011”。 按下復位鍵S2。本實驗中激勵信號用的是矩形波信號，系統信號用的是鋸齒波信號。用示波器的CH1連接到TP1可觀測到卷積后輸出信號的波形。5、 實驗小結通過本次試驗學會了用示波器和數字信號處理模塊來看卷