波形分析
零件和材料
- 带有声卡的 IBM 兼容个人计算机,运行 Windows 3.1 或更高版本
- Winscope 软件,可从互联网免费下载
- 电子“键盘”(音乐)
- 用于键盘的“单声道”(非立体声)耳机式插头
- 用于计算机声卡麦克风输入的“单声道”(非立体声)耳机型插头,带有用于连接电压源的电线
- 10 kΩ 电位器
本次实验的部件和设备与“PC示波器”实验所需的部件和设备相同。
交叉引用 电路课程 ,第 2 卷,第 7 章:“混频交流信号”
学习目标
- 了解时域图和频域图之间的区别
- 培养傅里叶分析的定性意义
原理图
插图
说明
除了典型的“时域”示波器显示之外,Winscope 程序还带有另一个功能:“频域”显示,它绘制幅度(垂直)与频率(水平)的关系。示波器的“时域”显示随时间(水平)绘制幅度(垂直)图,这非常适合显示波形。然而,当需要看到复波的谐波成分时,频域图是最好的工具。
如果使用 Winscope,请单击“彩虹”图标切换到频域模式。使用音乐键盘(长笛或长笛音色)生成正弦波信号,您应该在显示屏上看到一个“尖峰”,对应于单频信号的幅度。将鼠标光标移动到峰值下方应该会导致频率以数字形式显示在屏幕底部。
如果在音乐键盘上激活了两个音符,则该图应显示两个不同的峰值,每个峰值对应一个特定的音符(频率)。基本和弦(三个音符)在频域图上产生三个尖峰,依此类推。再次单击“彩虹”图标,将其与普通示波器(时域)图进行对比。
以时域格式显示的和弦是一个非常复杂的波形,但在频域显示上解析为组成音符(频率)非常简单。
在音乐键盘上尝试不同的乐器“声音”,将时域图与频域图相关联。其中心线上下对称的波形仅包含奇数谐波(基数的奇数倍,或基波 频率),而非对称波形也包含偶数谐波。用光标定位图上每个峰的具体频率,用计算器确定每个峰是偶数还是奇数。
相关工作表:
- 信号调制工作表
- 交流波形工作表
- 混合频率信号工作表
工业技术