[实用新型]一种信号与系统实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及信息处理验证技术，特别是涉及一种信号与系统实验装置。

背景技术

信号与系统是电气信息类专业最重要的专业基础课程之一，涉及信息的获取、传输、处理的基本理论和相关技术。由于信号与系统课的核心概念和分析方法很重要，而且系统性、理论性很强，因此开设必要的实验课，是学好该课程的重要教学辅助环节，也是适应21世纪教育发展形式的重要手段。

目前，用于信号与系统课的教学实验仪比较多，比如，北京精仪达盛科技有限公司的EL-SS-III型信号与系统实验箱、武汉凌特电子技术有限公司的LTE-XH-02D型信号与系统实验箱等等。EL-SS-III型信号与系统实验箱中，电源、信号源、频率计、抽样脉冲发生器、AD/DA单元等电路单元均集成在一块电路板上，学生可根据实际需要，选择该电路板上已有的电路单元进行实验。TE-XH-02D型信号与系统实验箱在结构上和EL-SS-III型信号与系统实验箱相同，不同之处在于，TE-XH-02D型信号与系统实验箱的电路板上还集成了DSP单元、CPLD单元等，以通过数字信号处理方法实现部分模拟电路难以完成的实验。

由此可见，现有技术所采用的硬件一体化的结构，即所有电路模块集成在一张大的电路板上的结构，有诸多缺点：(1)升级扩展困难，当需要扩展升级其中的某一个实验模块时，整个电路板必须重新设计、制作，费时费力，成本增加；(2)不同实验装置中的一些模块，比如通信原理实验箱、移动通信实验箱、高频电子线路实验箱的信号产生模块均相同，但各实验装置中的这些相同模块却不能共享，设计不同实验箱时需要重复设计，造成资源浪费；(3)由于电路板上的硬件被固定，因此学生进行二次开发比较困难，学生无法自行设计实验模块，以验证学习效果，不利于学生创新能力提高。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种实验成本低并能方便对各实验模块进行升级、开发的信号与系统实验装置。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：

一种信号与系统实验装置，包括用于通过至少7组64脚插槽插接各实验模块的一个通用底板，实验模块包括信号产生模块、信号抽样与恢复模块、模拟滤波器、信号分解模块、幅度相移模块、信号合成模块和零状态零输入响应模块；其中，

信号产生模块，用于将生成的信源信号发送至信号抽样与恢复模块、模拟滤波器、信号分解模块和零状态零输入响应模块；

信号抽样与恢复模块，用于对来自信号产生模块的信源信号进行离散化，得到抽样信号，并将该抽样信号恢复为模拟信号；

模拟滤波器，用于对来自信号产生模块的信源信号进行滤波处理，得到模拟滤波信号；

信号分解模块，用于根据对来自信号产生模块的信源信号进行傅立叶变换，得到包括信源信号的基波信号和各次谐波信号的分解信号，并将基波信号发送至信号合成模块，将各次谐波信号发送至幅度相移模块；

幅度相移模块，用于对来自信号分解模块的分解信号进行幅度调整，使得第n次谐波信号的幅值为其基波信号幅值的1/n，n为自然数；还用于对分解信号进行相位调整，使得分解信号相对于分解前的信源信号而言，无相位差；并将经过幅度调整和相移调整的分解信号发送至信号合成模块；

信号合成模块，用于对来自幅度相移模块的分解信号进行合成，得到合成信号；

零状态零输入响应模块，用于检测RC电路、LC电路或RLC电路的零输入响应，并根据信号产生模块发送的信源信号，检测RC电路、LC电路或RLC电路的零状态响应。

综上所述，本实用新型提出的信号与系统实验装置中，由于信号产生模块、信号抽样与恢复模块、模拟滤波器、信号分解模块、幅度相移模块、信号合成模块和零状态零输入响应模块这些实验模块可以相互独立地装卸于通用底板上，因此可以很方便地实现对各实验模块的升级和扩展，这样就避免了现有技术中由于各功能模块的升级和扩展而导致的整个实验板的重新设计和制作，降低了实验成本；各实验模块的相互独立还使得这些实验模块可以被应用到其它实验装置中，比如通信实验箱等，进一步降低了实验成本；另外，各实验模块的相互独立也方便了学生的二次开发。

附图说明

图1为本实用新型所述信号与系统实验装置的组成结构示意图。

图2为本实用信息通用底板的组成结构示意图。

图3为本实用新型DDS信号产生模块的组成结构示意图。

图4为本实用新型信号抽样与恢复模块的组成结构示意图。

图5为本实用信息信号分解模块的组成结构示意图。

图6为本实用新型幅度相移模块的组成结构示意图。

具体实施方式