第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 实训5方波信号的频率分解 5.1非正弦周期信号的产生及其 傅立叶分解 5,2非正弦周期信号的有效值、平均功率 53非正弦周期电流的线性电路计算 习题与思考题5 BACK
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 实训5 方波信号的频率分解 5.1 傅立叶分解 5.2 非正弦周期信号的有效值、平均功率 5.3 非正弦周期电流的线性电路计算 习题与思考题5
第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 实训5方波信号的频率分解 1.实训目的 (1)进一步熟悉谐振回路的选频特性。 (2)学会用扫频仪测量频率特性的方法, (3)定性认识方波信号中含有多种频率成分的正弦 波
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 1． （1） 进一步熟悉谐振回路的选频特性。 （2） 学会用扫频仪测量频率特性的方法。 （3） 定性认识方波信号中含有多种频率成分的正弦 波。 实训5 方波信号的频率分解
第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 2.实训设备与实训电路 (1)实训设备:方波信号发生器一台,中波扫频仪 台,双通道示波器一台,3个由电容、电感组成的选 频器,选频器的谐振频率与对应的元件数值见表5-1。 电容 150pF 47PpF 1 8pF 电感 1.88mH 0.67mH 0.62mH 谐振频率 300kHz 900kHz 1500kHz
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 2． （1） 实训设备：方波信号发生器一台，中波扫频仪 一台，双通道示波器一台，3个由电容、 电感组成的选 频器， 选频器的谐振频率与对应的元件数值见表5 - 1。 电容 150pF 47PpF 18pF 电感 1.88mH 0.67mH 0.62mH 谐振频率 300kHz 900kHz 1500kHz
第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 (2)实训电路与说明:实训电路如图5-1所示。 图中T1、T2、T3是3个用调幅收音机中周改制的选 频器,可以通过调节电感磁心改变谐振频率,它们 可以将信号源中与其谐振频率相等的频率成分选取 出来。3个选频器与一电阻串连后接方波信号发生器
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 （2） 实训电路与说明： 实训电路如图5 - 1所示。 图中T1、 T2、T3是 3 个用调幅收音机中周改制的选 频器，可以通过调节电感磁心改变谐振频率，它们 可以将信号源中与其谐振频率相等的频率成分选取 出来。3 个选频器与一电阻串连后接方波信号发生器
第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 15ko C2 L2 C. L 图5-1选频网络
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 T1 L1 C1 u1 T2 L C2 2 u 2 T3 L3 u3 C3 0 1 2 15kΩ ～ ＋ － 图5-1 选频网络
第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 3.实训步骤 1)调试选频器的谐振频率 1)在没有接入方波信号源的情况下,将中波扫频仪 的输出探头接在图5-1电路中1,0两端,扫频仪的检波输 入探头接在电路中的2,0两端。 2)调节扫频仪的中心频率,使屏幕上显示3个选频 回路的谐振曲线 (3)依次调节3个选频器的磁心,使屏幕上显示的谐 振曲线中心频率分别为300kHz、900kHz、1500kHz
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 3． 1） （1） 在没有接入方波信号源的情况下，将中波扫频仪 的输出探头接在图5-1电路中1， 0两端，扫频仪的检波输 入探头接在电路中的2， 0两端。 （2） 调节扫频仪的中心频率， 使屏幕上显示 3 个选频 回路的谐振曲线。 （3） 依次调节 3 个选频器的磁心， 使屏幕上显示的谐 振曲线中心频率分别为300 kHz、900 kHz、 1500 kHz
第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 2)观测方波信号包含的正弦频率成分 (1)按图5-1将信号发生器接入电路输入端,即1,0两 端。打开信号源,将信号选择为方波输出。用示波器的输入 探头1接在信号源的输出端,观察信号源输岀波形。调节输 出频率并用示波器进行测量,使其频率为300kHz,波形图 如图5-2所示 m 图5-2由信号源输出的方波信号
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 2） （1） 按图5 - 1将信号发生器接入电路输入端，即1，0两 端。打开信号源，将信号选择为方波输出。用示波器的输入 探头1接在信号源的输出端，观察信号源输出波形。调节输 出频率并用示波器进行测量，使其频率为300 kHz，波形图 如图5 - 2所示。 t T u Um 图5-2 由信号源输出的方波信号
第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 (2)用另外一组示波器探头,依次通过u1、u2和u3观察 并联回路两端的波形。调节选频器磁心,观测波形的变化, 使之成为如图5-3所示的正弦波 我要放大 (3)用示波器测量每一个并联回路两端输岀波形的幅值 及频率。可以发现:①正弦波的幅值按照一定规律越来越 小;②正弦波的频率分别为:等于方波频率、3倍方波频率 和5倍方波频率
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 （2） 用另外一组示波器探头，依次通过u1、u2和u3观察 并联回路两端的波形。调节选频器磁心，观测波形的变化， 使之成为如图5 - 3所示的正弦波。 Um t T t T 4Um π u 1 t 4Um 3π u 2 T t 4Um 5π u 3 T 我要放大 （3） 用示波器测量每一个并联回路两端输出波形的幅值 及频率。可以发现： ① 正弦波的幅值按照一定规律越来越 小；② 正弦波的频率分别为：等于方波频率、3 倍方波频率 和 5 倍方波频率
第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 40. 4U′ AVV 图5-3各选频网络上的电压波形 NEXT
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 Um t T t T 4Um π u 1 t 4Um 3π u 2 T t 4Um 5π u 3 T NEXT 图5-3 各选频网络上的电压波形
第5章非正弦周期信号的傅立叶分析 4.实训结果的分析与讨论 (1)通过第2章的讨论我们知道,电感与电容并联可以发 生谐振。而在我们所做的实训项目中,输入信号是方波,但在 每个并联电路上得到的却是不同频率的正弦波,说明方波中含 有正弦波的成分,而且在方波频率点、3倍方波频率点以及5倍 方波频率点上分别与3个LC并联回路发生谐振。 (2)通过测试并联回路我们可以发现:每个正弦波的频率 与所加方波的频率有关,回路1上所得到的正弦波频率与方波 的频率相同,我们称其为基波;回路2上所得到的正弦波频率 是方波频率的3倍,称为3次谐波,而回路3上所得到的正弦波 频率是方波频率的5倍,称为5次谐波。显然,方波中还含有更 多的正弦频率成分,或者说,可以将方波分解成许多不同频率 的正弦波 BACK
第 5 章 非正弦周期信号的傅立叶分析 4. （1） 通过第 2 章的讨论我们知道，电感与电容并联可以发 生谐振。 而在我们所做的实训项目中，输入信号是方波，但在 每个并联电路上得到的却是不同频率的正弦波，说明方波中含 有正弦波的成分，而且在方波频率点、3倍方波频率点以及5倍 方波频率点上分别与 3 个LC并联回路发生谐振。 （2） 通过测试并联回路我们可以发现：每个正弦波的频率 与所加方波的频率有关，回路1上所得到的正弦波频率与方波 的频率相同，我们称其为基波；回路2上所得到的正弦波频率 是方波频率的3倍，称为3次谐波，而回路3上所得到的正弦波 频率是方波频率的5倍，称为5次谐波。显然，方波中还含有更 多的正弦频率成分，或者说，可以将方波分解成许多不同频率 的正弦波