信号与系统及数字信号处理平台

信号与系统及数字信号处理平台

一、系统介绍

信号与系统及数字信号处理平台是由本公司开发人员运用先进技术手段，专为《信号与系统》（“九五” 国家级重点教材、清华大学郑君理等编制）课程精心设计而成。该实验仪为信号的频域、时域分析提供了全面的实验手段，并融入了数字信号处理功能。

借助该实验箱，师生可开展包括阶跃响应与冲激响应的时域分析、连续时间系统的模拟、抽样定理与信号恢复的分析研究、一阶二阶电路的暂态响应、二阶网络状态轨迹显示等实验项目。同时，利用 DSP 技术，还能深入进行信号频谱分析、信号分解与合成等实验操作，实现各种模拟、数字滤波器的设计与落地应用。

实验箱搭载的 DSP 数字信号处理新技术，成功攻克了传统模拟电路在实现 “信号分解与合成”“信号卷积” 等实验时存在的难题，让实验结果得以精准呈现，直观验证理论推导。不仅如此，它还助力学生系统性地深入了解并对比无源、有源模拟滤波器与数字滤波器的性能及特性，熟练掌握数字滤波器的设计与实现技巧。

实验箱配备了 DSP 标准的 JTAG 插口以及 DSP 与主机 PC 机的通信接口，为学生提供了便捷的二次开发环境。基于公司提供的软件基础，学生可自由探索数字信号处理、DSP 应用领域的实验项目，例如数字滤波器设计、频谱分析、卷积运算、A/D 转换、D/A 转换、DSP 定时器使用、DSP 基本 I/O 口使用等。此外，实验箱内置信号源、频率计、毫伏表、数字存储示波器（含数据采集）等丰富功能模块，为实验教学提供了全方位支持。

二、系统特点

1. 紧扣教学大纲 ：以高等教育出版社的国家重点教材 “信号与系统”为蓝本，覆盖课程大部分章节的实验项目，兼具教学性与通用性，助力学生借助实验深入理解原理知识。

2. 电路模块化设计 ：每个实验单元独立成模块，实验名称与模块名相互对应，模块内电路图清晰标注，方便学生快速熟悉实验电路。

3. 应用 DSP 数字处理技术 ：随着科技发展，信号数字处理技术在实际应用中无处不在。该技术让 “信号分解与合成”“信号卷积”“频谱分析” 等实验得以精准演示，验证理论成果的同时，便于学生对比数字滤波器与模拟滤波器的性能优劣。

4. 支持二次开发 ：借助 DSP 数字信号处理单元与主机接口、二次开发区，学生能够设计多种数字滤波器，开展模拟信号频谱分析、卷积运算等丰富实验。

5. 内置数字虚拟存储示波器 ：自带采样频率达 1M 的数字虚拟存储示波器，可实时采样实验信号，为学校节省大量硬件设备投资成本。

三、实验内容

该平台可完成以下 25 项实验：

1. 基本运算单元实验（单元电路、信号源、频率计、电压表）

2. 阶跃响应与冲激响应实验

3. 连续系统的模拟实验

4. 模拟滤波器实验（无源、有源、低通、高通、带通、带阻）

5. 抽样定理实验

6. 二阶网络状态轨迹实验

7. 一阶电路暂态响应实验

8. 二阶电路暂态响应实验

9. 二阶电路传输特性实验

10. 信号卷积实验

11. 矩形信号的分解实验

12. 矩形信号的合成实验

13. 幅度对信号合成的影响

14. 相位对信号合成的影响

15. 锯齿波信号的分解 / 合成

16. 信号的调制与解调实验

17. 信号的频谱分析

18. 频分与复用实验

19. DSP 应用实验

20. DSP 数字信号处理单元实验

21. 数字滤波器实验（低通、高通、带通、带阻）

22. 八阶高通、低通滤波器（巴特沃斯）实验

23. 各种模拟、数字滤波器性能比较实验

24. 主机接口与二次开发区

25. CPLD 编程开放模块

四、实验箱的技术指标

• 电源参数 ：+5V、2A；-5V、0.5A；+12V、0.5A；-12V、0.5A。

• 频率计 ：测量信号频率范围 0～300KHz。

• 毫伏表 ：测量信号频率范围 0～100KHz；测量信号幅值范围 1mV～10V。

• 信号源 ：可产生正弦波、三角波、方波三种波形，幅值（峰峰值）分别为正弦波 0～12V、三角波 0～18V、方波 0～20V；频率四档可调，正弦波、三角波频率范围 2Hz～100KHz，方波频率范围 2Hz～100KHz。

五、实验室每人每套配置方案（二人为一组，一组用一张实验桌）

1. BZ - XH3 ：必配，1 台

2. 万用表 ：自配，1 只

3. 实验桌 ：自配，1/2 张

4. 实验椅 ：自配，1 张