工程信号处理实验报告
信号处理实验报告
信号处理实验报告实验目的：通过实验了解信号处理的基本原理和方法，并掌握使用MATLAB进行信号处理的基本操作。
实验原理：信号处理是指对模拟信号或数字信号进行分析、处理、提取有用信息的过程。
信号处理包括信号的采集、滤波、降噪、特征提取等核心内容。
MATLAB 是一种功能强大的数学软件，也是信号处理的常用工具。
通过使用MATLAB，可以对信号进行快速、准确的处理和分析。
实验过程：1. 使用MATLAB生成一个正弦信号，频率为100Hz，幅值为1，时长为1s。
matlabt = 0:0.001:1;f = 100;x = sin(2*pi*f*t);2. 绘制该信号的时域图像。
matlabfigure;plot(t, x);xlabel('时间（s）');ylabel('幅值');title('正弦信号的时域图像');3. 使用MATLAB进行频谱分析。
matlabN = length(x);f = (0:N-1)*(1/N);X = fft(x);P = abs(X).^2/N;figure;plot(f,P);xlabel('频率（Hz）');ylabel('功率谱密度');title('信号的频谱图像');4. 对信号进行滤波，去除高频成分。
matlabfs = 1000;Wp = 200/(fs/2);Ws = 300/(fs/2);Rp = 3;Rs = 60;[n,Ws] = cheb2ord(Wp,Ws,Rp,Rs); [b,a] = cheby2(n,Rs,Ws);y = filter(b,a,x);figure;plot(t,y);xlabel('时间（s）');ylabel('幅值');title('去除高频成分后的信号');5. 对滤波后的信号进行降噪处理。
信号分析与处理实验报告
《信号分析与处理》实验报告华北电力大学前言1．实验总体目标通过实验，巩固掌握课程的讲授内容，使学生对信号分析与线性系统分析的基本理论及分析方法有一个感性认识和更好地理解，使学生在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。
2．适用专业自动化专业本科生3．先修课程信号分析与处理4．实验课时分配5需要配置微机及MATLAB工具软件。
6．实验总体要求1、掌握信号分解的基本思想及信号在时域、频域和变换域进行分解的基本理论及描述方法，用MATLAB编程语言实现基本信号的表示及可视化，计算和分析信号的频谱；2、掌握在时域、频域和变换域分析LTI系统的方法，及系统在时域、频域和变换域的描述方法，用MATLAB编程语言实现LTI系统的时域分析及频率分析。
3、掌握信号的调制与解调，用MATLAB编程语言仿真分析信号的调制与解调。
⒎ 本实验的重点、难点及教学方法建议实验通过MATLAB编程语言来实现基本信号的表示及可视化，计算分析信号的频谱，实现LTI系统的时域分析及频率分析，并仿真分析信号的调制与解调，使学生对信号分析与线性系统分析的基本理论及分析方法有一个感性认识和更好地理解。
实验的重点及难点是：掌握基本信号的数学表示，信号的频谱特点，计算LTI系统的典型响应，掌握信号的调制与解调。
在这样的理论基础上，学会用MATLAB编程语言来实现对信号与系统响应的可视化及对数字滤波器进行设计。
教学建议：打好理论基础，熟练编程语言。
目录实验一信号的时域与频域分析 3实验二信号的时域与频域处理 4实验三数字滤波器的设计 5实验一一、实验目的1、熟悉MATLAB 平台，高效的数值计算及符号计算功能；2、实现基本信号的表示及可视化计算；3、分析信号的频谱。
二、 实验类型验证型 三、 实验仪器微机，MATLAB 工具软件。
四、 实验原理MATLAB 是功能强大的数学软件，它提供了计算周期连续函数和周期离散序列的频谱的一系列函数。
信号处理实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过MATLAB软件平台，对数字信号处理的基本概念、原理和方法进行学习和实践。
通过实验，加深对以下内容的理解：1. 离散时间信号的基本概念和性质；2. 离散时间系统及其特性；3. 离散傅里叶变换（DFT）及其性质；4. 离散傅里叶逆变换（IDFT）及其应用；5. 窗函数及其在信号处理中的应用。
二、实验内容1. 离散时间信号的产生与性质（1）实验步骤：1.1 利用MATLAB生成以下离散时间信号：- 单位脉冲序列：δ[n]；- 单位阶跃序列：u[n]；- 矩形序列：R[n]；- 实指数序列：a^n；- 复指数序列：e^(jωn)。
1.2 分析并比较这些信号的性质，如自相关函数、功率谱密度等。
（2）实验结果：实验结果显示，不同类型的离散时间信号具有不同的性质。
例如，单位脉冲序列的自相关函数为δ[n]，功率谱密度为无穷大；单位阶跃序列的自相关函数为R[n]，功率谱密度为有限值；矩形序列的自相关函数为R[n]，功率谱密度为无穷大；实指数序列和复指数序列的自相关函数和功率谱密度均为有限值。
2. 离散时间系统及其特性（1）实验步骤：2.1 利用MATLAB构建以下离散时间系统：- 线性时不变系统：y[n] = x[n] a^n；- 非线性时不变系统：y[n] = x[n]^2；- 线性时变系统：y[n] = x[n] (1 + n)。
2.2 分析并比较这些系统的特性，如稳定性、因果性、线性时不变性等。
（2）实验结果：实验结果显示，不同类型的离散时间系统具有不同的特性。
例如，线性时不变系统的输出与输入之间存在线性关系，且满足时不变性；非线性时不变系统的输出与输入之间存在非线性关系，但满足时不变性；线性时变系统的输出与输入之间存在线性关系，但满足时变性。
3. 离散傅里叶变换（DFT）及其性质（1）实验步骤：3.1 利用MATLAB对以下离散时间信号进行DFT变换：- 单位脉冲序列：δ[n]；- 单位阶跃序列：u[n]；- 矩形序列：R[n]。
信号分析与处理实验报告(基于MATLAB)
武汉工程大学电气信息学院三、实验数据与结果分析1、2、四、思考：2. 3.四、思考：1、代数运算符号*和.*的区别是？*是矩阵相乘，是矩阵A行元素与B的列元素相乘的和.*是数组相乘，表示数组A和数组B中的对应元素相乘实验内容实验三连续时间信号的卷积一、实验内容1、已知两连续时间信号如下图所示，绘制信号f1(t)、f2(t)及卷积结果f(t)的波形；设时间变化步长dt分别取为0.5、0.1、0.01，当dt取多少时，程序的计算结果就是连续时间卷积的较好近似？2、、计算信号()()()11==-a t u e t f at 和()()t tu t f sin 2=的卷积f(t)，f 1(t)、f 2(t)的时间范围取为0~10，步长值取为0.1。
绘制三个信号的波形。
二、实验方法与步骤1、绘制信号f 1(t)、f 2(t)及卷积结果f(t)的波形，当dt 取0.01时程序的计算结果就是连续时间卷积的较好近似程序代码如下：clear allclose allclcdt=0.01t1=0:dt:2;t2=-1:dt:1;f1=0.5*t1;f2=0.5*(t2+1);y=dt*conv(f1,f2); %计算卷积t0=t1(1)+t2(1); %计算卷积结果的非零样值的起点位置2.实验内容三、实验数据与结果分析1.2.实验内容实验五连续时间信号的频域分析一、实验内容1、如图5.4所示的奇谐周期方波信号，周期为T1=1，幅度为A=1，将该方波信号展开成三角形式Fourier级数并分别采用频域矩形窗和Hanning窗加权，绘制两种窗函数加权后的方波合成图像。
时间范围取为-2~2，步长值取为0.01。
2、将图5.5中的锯齿波展开为三角形式Fourier级数，按(2)式求出Fourier级数的系数，并在频域分别采用矩形窗、Hanning窗和三角窗加权，观察其Gibbs效应及其消除情况。
时间范围取为-2~2，步长值取为0.01。
信号处理实验报告总结
信号处理实验报告总结引言信号处理是一门研究如何对信号进行处理和分析的学科，它在许多领域中都有着广泛的应用，如通信、图像处理、音频处理等。
本实验旨在通过实际操作与理论结合的方式，帮助学生深入理解信号处理的原理和方法。
理论背景信号处理的理论基础包括信号与系统、傅里叶分析、滤波器设计等方面的知识。
在本次实验中，我们主要了解了离散傅里叶变换（DFT）和数字滤波器的原理和应用，以及常见的信号处理算法。
实验过程与结果本次实验分为两个部分：DFT算法实现和数字滤波器设计。
DFT算法实现我们首先实现了离散傅里叶变换的算法，并通过MATLAB软件进行了验证。
实验中，我们使用了一个正弦信号，并通过DFT算法将其转换为频域表示。
实验结果显示，离散傅里叶变换能够准确地将时域信号转换为频域信号，且图像频谱与理论结果一致。
数字滤波器设计在第二个实验中，我们学习了数字滤波器的设计方法和常见的滤波器类型。
我们采用了巴特沃斯滤波器设计方法，并使用MATLAB软件进行了参数设计。
实验结果表明，数字滤波器能够有效地滤除输入信号中不需要的频率成分，并保留我们感兴趣的信号。
实验总结通过本次实验，我们对信号处理的理论知识有了更深入的了解，并通过实际操作加深了对信号处理方法的理解和应用能力。
通过实验，我们对离散傅里叶变换和数字滤波器的原理和应用有了更深入的了解。
然而，在实验过程中也遇到了一些困难。
例如，在DFT算法实现中，我们需要对算法进行优化以提高运行效率。
在数字滤波器设计中，我们还需要更深入地学习滤波器设计的原理和方法，以便更好地应用在实际工程中。
总的来说，本次实验使我们更加深入地了解了信号处理的原理和方法，并对信号处理的应用有了更为清晰的认识。
在今后的学习和工作中，我们将进一步巩固这方面的知识，并不断探索更多的信号处理方法和算法。
参考文献[1] Oppenheim, A. V., & Schaffer, J. R. (1998). Discrete-time signal processing. Prentice Hall.[2] Proakis, J. G., & Manolakis, D. G. (1996). Digital signal processing: principles, algorithms, and applications. Prentice Hall.附录本次实验的MATLAB代码如下：matlab% DFT算法实现N = length(x);for k = 0:N-1X(k+1) = 0;for n = 0:N-1X(k+1) = X(k+1) + x(n+1)*exp(-1i*2*pi*k*n/N);endend% 数字滤波器设计fs = 100; % 采样频率fpass = 10; % 通带频率fstop = 20; % 阻带频率Rp = 1; % 通带最大衰减Rs = 60; % 阻带最小衰减wp = 2*pi*fpass/fs;ws = 2*pi*fstop/fs;[N, wn] = buttord(wp, ws, Rp, Rs);[b, a] = butter(N, wn);y = filter(b, a, x);以上是本次信号处理实验的总结，通过实验我们深入理解了信号处理的原理和方法，也发现了一些问题，期望在今后的学习和工作中能够进一步探索和应用信号处理技术。
信号分析与处理实验报告
信号分析与处理实验报告一、实验目的1.了解信号分析与处理的基本概念和方法；2.掌握信号分析与处理的基本实验操作；3.熟悉使用MATLAB进行信号分析与处理。
二、实验原理信号分析与处理是指利用数学和计算机技术对信号进行分析和处理的过程。
信号分析的目的是了解信号的特性和规律，通过对信号的频域、时域和幅频特性等进行分析，获取信号的频率、幅度、相位等信息。
信号处理的目的是对信号进行数据处理，提取信号的有效信息，优化信号的质量。
信号分析和处理的基本方法包括时域分析、频域分析和滤波处理。
时域分析主要是对信号的时变过程进行分析，常用的方法有波形分析和自相关分析。
频域分析是将信号转换到频率域进行分析，常用的方法有傅里叶级数和离散傅里叶变换。
滤波处理是根据信号的特性选择适当的滤波器对信号进行滤波，常用的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
三、实验内容1.信号的时域分析将给定的信号进行波形分析，绘制信号的时域波形图；进行自相关分析，计算信号的自相关函数。
2.信号的频域分析使用傅里叶级数将信号转换到频域，绘制信号的频域图谱；使用离散傅里叶变换将信号转换到频域，绘制信号的频域图谱。
3.滤波处理选择合适的滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波前后的信号波形和频谱。
四、实验步骤与数据1.时域分析选择一个信号进行时域分析，记录信号的波形和自相关函数。
2.频域分析选择一个信号进行傅里叶级数分析，记录信号的频谱；选择一个信号进行离散傅里叶变换分析，记录信号的频谱。
3.滤波处理选择一个信号，设计适当的滤波器对信号进行滤波处理，记录滤波前后的信号波形和频谱。
五、实验结果分析根据实验数据绘制的图像进行分析，对比不同信号在时域和频域上的特点。
观察滤波前后信号波形和频谱的变化，分析滤波效果的好坏。
分析不同滤波器对信号的影响，总结滤波处理的原理和方法。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了信号分析与处理的基本概念和方法，掌握了信号分析与处理的基本实验操作，熟悉了使用MATLAB进行信号分析与处理。
信号分析与处理实验报告
实验一图像信号频谱分析及滤波一：实验原理FFT不是一种新的变化，而是DFT的快速算法。
快速傅里叶变换能减少运算量的根本原因在于它不断地把长序列的离散傅里叶变换变为短序列的离散傅里叶变换，在利用的对称性和周期性使DFT运算中的有些项加以合并，达到减少运算工作量的效果。
为了消除或减弱噪声，提取有用信号，必须进行滤波，能实现滤波功能的系统成为滤波器。
按信号可分为模拟滤波器和数字滤波器两大类。
数字滤波器的关键是如何根据给定的技术指标来得到可以实现的系统函数。
从模拟到数字的转换方法很多，常用的有双线性变换法和冲击响应不变法，本实验主要采用双线性变换法。
双线性变换法是一种由s平面到z平面的映射过程，其变换式定义为：数字域频率与模拟频率之间的关系是非线性关系。
双线性变换的频率标度的非线性失真是可以通过预畸变的方法去补偿的。
变换公式有Ωp=2/T*tan(wp/2)Ωs=2/T*tan(ws/2)二：实验内容1．图像信号的采集和显示选择一副不同彩色图片，利用Windows下的画图工具，设置成200*200像素格式。
然后在Matlab软件平台下，利用相关函数读取数据和显示图像。
要求显示出原始灰度图像、加入噪声信号后的灰度图像、滤波后的灰度图像。
2．图像信号的频谱分析要求分析和画出原始灰度图像、加入噪声信号后灰度图像、滤波后灰度图像信号的频谱特性。
3.数字滤波器设计给出数字低通滤波器性能指标:通带截止频率fp＝10000 Hz，阻带截止频率fs＝15000 Hz，阻带最小衰减Rs＝50 dB，通带最大衰减Rp＝3 dB，采样频率40000Hz。
三：实验程序clear allx=imread('D:\lan.jpg');%原始彩色图像的数据读取x1=rgb2gray(x);%彩色图像值转化为灰度图像值[M,N]=size(x1);%数据x1的长度,用来求矩阵的大小x2=im2double(x1);%unit8转化为double型x3=numel(x2);%计算x2长度figure(1);subplot(1,3,1);imshow(x2);title('原始灰度图')z1=reshape(x2,1,x3);%将二维数据转化成一维数据g=fft(z1);%对图像进行二维傅里叶变换mag=fftshift(abs(g));%fftshift是针对频域的，将FFT的DC分量移到频谱中心K=40000;Fs=40000;dt=1/Fs;n=0:K-1;f1=18000;z=0.1*sin(2*pi*f1*n*dt);x4=z1+z;%加入正弦噪声f=n*Fs/K;y=fft(x4,K);z2=reshape(x4,M,N);%将一维图转换为二维图subplot(1,3,2);imshow(z2);title('加入噪声后')g1=fft(x4);mag1=fftshift(abs(g1));%设计滤波器ws=0.75*pi;wp=0.5*pi;fs=10000;wp1=2*fs*tan(wp/2);ws1=2*fs*tan(ws/2);rs=50;rp=3;% [n,wn]=buttord(wp/pi,ws/pi,rp,rs);% [bz,az]=butter(n,wn);[n,wn]=buttord(wp1,ws1,rp,rs,'s');[z,p,k]=buttap(n);[b,a]=zp2tf(z,p,k);[B,A]=lp2lp(b,a,wn);[bz,az]=bilinear(B,A,fs);[h,w]=freqz(bz,az,128,fs);L=numel(z2);z3=reshape(z2,1,L);x6=filter(bz,az,double(z3));x7=reshape(x6,M,N);subplot(1,3,3);imshow(x7);g2=fft(x6);mag2=fftshift(abs(g2));title('滤波后')%建立频谱图figure(2);subplot(1,3,1);plot(mag);title('原始Magnitude')subplot(1,3,2);plot(mag1);title('加噪声Magnitude')subplot(1,3,3);plot(mag2);title('滤波后Magnitude')figure(3);subplot(1,2,1)plot(w,abs(h));xlabel('f');ylabel('h');title('滤波器幅谱');subplot(1,2,2);plot(w,angle(h));title('滤波器相谱');四：实验结果与分析图一图二分析：由图二可以知道加入噪声后的幅值谱和原始图的幅值谱明显多了两条幅值线，而这两条幅值线就是我们对原始灰度图加入的正弦噪声，而相应的图一中的加噪声后的图与原始图相比，出现了明显的变化。
测试信号处理实验报告
一、实验目的1. 熟悉信号处理的基本概念和基本原理；2. 掌握信号的时域、频域分析方法；3. 理解滤波器的设计与实现方法；4. 提高实验操作技能和数据分析能力。
二、实验内容1. 信号的产生与基本特性分析2. 信号的时域、频域分析3. 滤波器的设计与实现4. 系统性能测试与分析三、实验原理1. 信号的产生与基本特性分析信号是信息传递的载体，信号的时域特性描述了信号随时间变化的规律，频域特性描述了信号中不同频率成分的分布情况。
2. 信号的时域、频域分析时域分析通过对信号进行时域波形观察，分析信号的波形、幅度、周期、频率等特性。
频域分析通过对信号进行傅里叶变换，分析信号的频谱分布情况。
3. 滤波器的设计与实现滤波器是一种能对信号进行选择性通、阻、衰减的装置。
滤波器的设计包括理想滤波器、实际滤波器的设计。
4. 系统性能测试与分析系统性能测试与分析包括系统稳定性、线性度、频率响应、群延迟、幅度响应等方面的测试。
四、实验步骤1. 信号的产生与基本特性分析（1）使用信号发生器产生不同类型的信号，如正弦波、方波、三角波等；（2）使用示波器观察信号的波形、幅度、周期、频率等特性；（3）对信号进行时域分析，记录相关数据。
2. 信号的时域、频域分析（1）对信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱；（2）使用频谱分析仪观察信号的频谱分布情况；（3）对信号进行频域分析，记录相关数据。
3. 滤波器的设计与实现（1）设计一个低通滤波器，限制信号中高频成分的通过；（2）设计一个高通滤波器，限制信号中低频成分的通过；（3）设计一个带通滤波器，允许信号中特定频率范围内的成分通过；（4）使用滤波器对信号进行处理，观察滤波效果。
4. 系统性能测试与分析（1）测试滤波器的稳定性、线性度、频率响应、群延迟、幅度响应等性能指标；（2）记录测试数据，分析系统性能。
五、实验结果与分析1. 信号的产生与基本特性分析实验中产生的信号波形、幅度、周期、频率等特性符合理论预期。
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( 2011-2012 学年第二学期)重庆理工大学研究生课程论文课程论文题目： 《工程信号处理实验报告》课程名称 工程信号处理实验 课程类别 □学位课 非学位课任课教师 谢明 所在学院 汽车学院 学科专业 机械设计及理念姓名 李文中 学号50110802313 提交日期2012年4月12日工程信号处理实验报告姓名：李文中学号：50110802313实验报告一实验名称：数据信号采集及采样参数选定1实验目的1.1了解信号采集系统的组成，初步掌握信号采集系统的使用。
1.2加深对采样定理的理解，掌握采样参数的选择方法1.3了解信号采集在工程信号处理中的实际应用，及注意事项。
2 实验原理2.1 模数转换及其控制对模拟信号进行采集，就是将模拟信号转换为数字信号，即模/数（A/D）转换，然后送入计算机或专用设备进行处理。
模数转换包括三个步骤：（1）采样，（2）量化，（3）编码。
采样，是对已知的模拟信号按一定的间隔抽出一个样本数据。
若间隔为一定时间 T，则称这种采样为等时间间隔采样。
除特别注明外，一般都采用等时间间隔采样；量化，是一种用有限字长的数字量逼近模拟量的过程。
编码，是将已经量化的数字量变为二进制数码，因为数字处理器只能接受有限长的二进制数。
模拟信号经过这三步转换后，变成了时间上离散、幅值上量化的数字信号。
A/D转换器是完成这三个步骤的主要器件。
在信号采集系统中，A/D 转换器与计算机联合使用完成模数转换。
用计算机的时钟或用软件产生等间隔采样脉冲控制 A/D 转换器采样。
A/D 转换器通过内部电路进行量化与编码，输出有限长的二进制代码。
信号采集系统中，通常由以 A/D转换器为核心的接口电路及控制软件，进行信号采集控制。
*注这部分是由本实验所用的信号采集器自动完成的，以上也是实验器材-信号采集器的部分工作原理。
以后实验中就不再赘述。
2.2 信号采集的参数选择（1）采样频率( f s)采样频率f s=1T⁄,其中T是等间隔采样间隔时间。
工程测试中，习惯用f s来表示采样时间间隔。
并取 1、2、5数列的数作为采样频率，如：100 Hz、200 Hz、500 Hz、1K Hz、2KHz 、20K Hz等。
一个信号采集系统，采样频率一般在 0Hz至几十 kHz的范围内，其最高频率受到系统内 A/D转换器的限制。
采样频率f s的选择，要根据信号特点、分析的要求、所用的设备等诸方面的条件来定。
若对信号作时域分析，则采样频率越高，信号的复原性越好。
一般情况可采至f s=10f m，其中f m为信号中最高频率。
值得注意的是，如果信号处理设备中的数据容量是有一定限制的，采样频率高，所采得的信号记录长度就短，会影响信号的完整性。
所以在选取f s时要与采样长度相互兼顾。
对信号作频域分析时，为了避免混叠，采样频率f s要满足采样定理，即f s>2f m（1）在实际分析中，一般取f s=(5~10)f m。
同样值得注意的是，有些信号处理设备作频域分析时采样点数为固定值，由公式∆f=f s（2）N其中，∆f为频普分析分辨率，N为采样点数。
可知提高f s就会使频率分辨率变差（∆f越大分辨率越低）。
若只对信号中某些频率成分感兴趣，可以采用抗混滤波器来降低采样频率。
在进行动态信号测试中测量仪器必须具有抗混滤波功能。
实际仪器设计中，对于选择性好的滤波器，常取f s=2.56f c (3)f c是低通滤波器的截止频率。
即采样频率可依滤波器截止频率的 2~3 倍来考虑。
（2）采样点数进行时域分析时，采样点数尽可能多一些，采样点数越多信号越容易复原。
进行频域分析时，为了快速傅里叶变换（FFT）计算的方便，采样点数一般取 2 的幂数，如 512、1024、2048、4096 等。
一般取 1024 点。
(3) 信号的记录长度先确定频普分析分辨率∆f，再确定采样点数N。
由公式（2）可推出采样频率f s.被分析信号的每一段样本的长度T，可由⁄ (4) T=N−1f s计算得出。
(4) 触发方式选择触发信号是启动 A/D开始采样的信号。
触发方式选择即选择不同形式的触发信号。
触发方式可以分为以下几种，下面做一些简要介绍。
手动触发：它是用手动方式发出采样命令后即开始对信号采样。
一般是发出采样命令后开始采样，这种方式适用于采集平稳信号。
信号电平触发：它是利用被采集信号本身电平的变化来触发。
触发电平的大小可以设置。
当信号电压低于触发电平时采样系统不采样，当信号达到触发电平便采样。
这对采集脉冲信号有利。
预触发：信号电平触发只能采集到触发以后的信号，对于脉冲信号采集不到信号前沿。
预触发能在触发电平到来之前开始触发，至于“前”到什么时候，可以事先设置。
外触发：用采集系统以外的信号，直接启动 A/D转换芯片。
本实验所用的触发方式为手动触发。
3 实验器材3.1信号发生器两台（本实验只用一台，另一台为后续实验备用）3.2信号采集器一台3.3信号采集与波形显示软件一套3.4计算机一台3.5数据线若干4 实验步骤4.1按图1-1连接所需信号采集仪器4.2实验操作步骤4.2.1 用数据采集线将信号发生器与信号采集器所用端口连接，本实验所用为2号端口。
再用数据线将信号采集器与装有信号采集与波形显示软件的计算机连接。
接通电源，开启各实验仪器检查连接正确性，正确则可进行后续实验。
如有错误，检查并调试连接，直至正确。
4.2.2打开信号采集软件，在软件中设置信号采集通道与信号采集器所用通道相同。
设置相应的采样频率，手动触发采集，按“开始”按钮，开始信号采集，从显示屏上可看出采集到的信号的波形。
按“暂停”按钮，可停止采集。
调节信号发生频率旋钮可以得到不同频率的信号；选择波形按钮可以得到不同的波形。
本次实验是用同一频率矩形波显示，用不同集频率（200Hz～20KHz）来表述采样频率对信号采集的影响。
5 实验数据处理及结果分析采样频率、波形及信号发生器频率如下表所示：f s=2KHz时f s=4KHz时f s=5KHz时f s=10KHz时f s=20KHz时结果分析首先要声明一点，实验过程中少取了一个采集频率f s=1KHz时振幅频率图。
本想用simulink做出来的，无奈能力及时间有限。
从总体上讲对本次实验要说明的问题-数据信号采集及采样参数选定，没有太大的影响。
（1）在工程中，所要采集信号的频率是未知的。
对采样频率f s的初次选择应遵循：从大到小的顺序进行选择，即首先将采样频率f s设定在较高数值，然后在遵循采样定理f s> 2f m的前提下，逐步降低f s。
这样操作可以避免信号频率出现“虚假”现象，即波峰示值有可能是已经折叠回来之后的值。
如实验数据图一样，采样频率如果少于2KHz就会出现波峰的逆转，而我们在操作时也不知道采样的波峰示值已经发生折返，因此我们在设定初次采样频率时应遵循以上采样原则，设定采样参数。
（2）采样频率中有间隔性的小振幅且小振幅的频率有很低的，如采样频率2KHz图；也有很高的，如采样频率20KHz图左侧部分。
造成这种现象原因可能是：矩形波并不是完美的矩形波。
影响因素如，信号发生器及信号采集器本身就有一定的误差加上交流电源的影响。
改进的办法可以加上一个高通滤波器和一个低通滤波器，设置恰当的阀值就可以去除掉振幅峰值左右两侧的干扰振幅。
另外，最后使用笔记本电脑代替台式机。
因为笔记本电脑的电源是直流，影响较小。
还可以适当隔开各种设备，添加接地线等措施避免彼此的影响。
实验报告二实验名称：波形叠加1 实验步骤1.1按下图连接设备1.2实验操作步骤1.2.1 用数据采集线将信号发生器与信号采集器所用端口连接，本实验所用为2号和4号两端口。
再用数据线将信号采集器与装有信号采集与波形显示软件的计算机连接。
接通电源，开启各实验仪器检查连接正确性，正确则可进行后续实验。
如有错误，检查并调试连接，直至正确。
1.2.2打开信号采集软件，在软件中设置信号采集通道与信号采集器所用通道相同。
设置两种不同的信号频率及相应的采样频率，手动触发采集，按“开始”按钮，开始信号采集，从显示屏上可看出采集到信号的波形叠加。
按“暂停”按钮，可停止采集。
调节信号发生频率旋钮可以得到不同频率的信号；选择波形按钮可以得到不同的波形。
2 实验结果及其分析结果图形1是低频正弦波与高频矩形波叠加结果图形2是低频矩形波与高频矩形波叠加结果图形3是相同频率矩形波叠加结果的分析如下图形1和图形2是相似的，不同之处在于低频载波不同。
图形1是正弦波作为载波，而图形2是矩形波作为载波。
两者的实质相同，均为波形叠加。
由于图形1的载波是正弦波，矩形波在叠加过程中和呈现的趋势是正弦曲线。
图形2与图形3相比较，相同之处都是矩形波的叠加，不同之处在于图形2两矩形波频率不同，而图形3中参与叠加的矩形波频率是相同的，两者互为载波，产生的叠加效果波形振幅上下两侧相接触，彼此互入。
波形的叠加效果可以产生多种美丽的信号图案，以下几幅叠加效果图产生的原理与上面相同，以供欣赏。
实验报告三实验名称：用数学方法与实验法共同验证：时域相乘相当于频域卷积1 实验步骤1.1按下图连接设备1.2实验操作步骤1.2.1 用数据采集线将信号发生器与信号采集器所用端口连接，本实验所用为2号和4号两端口。
再用数据线将信号采集器与装有信号采集与波形显示软件的计算机连接。
接通电源，开启各实验仪器检查连接正确性，正确则可进行后续实验。
如有错误，检查并调试连接，直至正确。
1.2.2打开信号采集软件，在软件中设置信号采集通道与信号采集器所用通道相同。
设置两种不同的信号频率及相应的采样频率，手动触发采集，按“开始”按钮，开始信号采集，从显示屏上可看出采集到信号的波形叠加。
按“暂停”按钮，可停止采集。
调节信号发生频率旋钮分别为936Hz，1013Hz；选择正弦波波形按钮。
2 实验结果及其分析实验所用数据如下表频域卷积时域相乘结果分析如下由于信号采集系统误差，结果中显示频率为1015Hz。
这个误差是实验精度控制范围内的。
从工程信号处理的数学原理出发，解释为什么上面的两种结果是等效的。
首先引入一些原理性的内容。
时域相乘相当于频域卷积为了获得两个信号在时域相乘的结果，我们可以先分析这两个信号的频谱F(ω)和G(ω)，再对这两个信号的频谱做卷积，得到乘积信号的频谱H(ω)=F(ω)∗G(ω)，将各频谱分量乘以对应的exp (jωt)再相加就可以得到时域的乘积信号。
注意：当我们说频域的时候，我们说的只是频谱，也就是exp (jωt)前的系数，不包括exp (jωt)本身。
在此，为了表述方便我不妨设两正弦波函数分别为f(t)=A1sin (ω1+φ1)和g(t)= A2sin (ω2+φ2)。
f(t),g(t)在工程中常表示成傅里叶积分形式：f(t)=12π∫[∫f(τ)e−jnωτdτ∞−∞]e jnωt dω∞−∞(3.1)g(t)=12π∫[∫g(τ)e−jnωτdτ∞−∞]e jnωt dω∞−∞(3.2)应用傅里叶变换得F(ω)和G(ω)F(ω)=∫f(t)e−jnωt dt+∞−∞(3.3)G(ω)=∫g(t)e−jnωt dt+∞−∞(3.3)对于时域相乘的图形可用h(t)表示h(t)=f(t)g(t) (3.4)对h(t)作傅里叶变换得H(ω)=∫h(t)e−jnωt dt+∞−∞(3.5)注意：当我们说频域的时候，我们说的只是频谱，也就是exp (jωt)前的系数，不包括exp (jωt)本身。