傅立叶综合器组合实验.docx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:DOCX 页数:6 大小:1.7MB 金币:10 举报 版权申诉
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实验一:同频率的正弦波叠加振幅不同波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)400400400振幅200150100相位(°)000相位不同波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)400400400振幅200200200相位(°)306090波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)400400400振幅200200200相位(°)120150180分析:观察可知,合成的波仍然为正弦波,且如果保持频率和振幅相等,则随着相位的增大,叠加波的振幅变小,当同频率同振幅的两波的相位相同时,叠加波振幅最大为A1+A2,相位差为180度时,振幅最小为0。实验二:不同频率的正弦波叠加【信号1(V,A,P)=(400,200,0)】第一组波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)380380380振幅200150100相位(°)000波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)380380380振幅200200200相位(°)306090波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)380380380振幅200200200相位(°)120150180第二组波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)350350350振幅200150100相位(°)000波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)350350350振幅200200200相位(°)306090波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)350350350振幅200200200相位(°)120150180第三组波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)300300300振幅200150100相位(°)000波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)300300300振幅200200200相位(°)306090波形正弦波正弦波正弦波频率(Hz)300300300振幅200200200相位(°)120150180分析:1.由以上图谱可知,不同频率正弦波叠加后不再是等幅的简谐振动,振幅的变化呈周期性,若两个波频率相差不大,则会产生“拍”现象,拍频为两波频率之差;两波的频率差越小,这种“拍”的现象就越明显,但当频率差较大(如上图中相差100Hz时,就几乎没有拍的现象;3.另外,由上图可以看出,当两波的频率相差很小,但相位差不为0时,不会出现振幅抵消的点;两波的频率越大,叠加波的频率也就越大。实验三:傅立叶分析方波(基波:正弦波频率1000Hz振幅100相位0º)选取v=1000,3000,5000,7000,9000Hz时记录图像:波形方波频率(Hz)100030005000振幅2006640相位(°)000波形方波频率(Hz)70009000振幅2822相位(°)00三角波(基波:正弦波频率1000Hz振幅100相位0º)选取v=1000,3000,5000,7000,9000Hz时记录图像:波形三角波频率(Hz)100030005000振幅200228相位(°)01800波形三角波频率(Hz)70009000振幅42相位(°)1800锯齿波(基波:正弦波频率1000Hz振幅100相位0º)波形锯齿波频率(Hz)100020003000振幅20010066相位(°)01800波形锯齿波频率(Hz)400050006000振幅504034相位(°)1800180波形锯齿波频率(Hz)700080009000振幅282522相位(°)01800抛物线(基波:正弦波频率1000Hz振幅100相位0º)波形抛物线频率(Hz)100020003000振幅2005022相位(°)090180波形抛物线频率(Hz)400050006000振幅1386相位(°)270090波形抛物线频率(Hz)700080009000振幅432相位(°)1802700分析:1.方波和锯齿波的合成不是太好,这是由于在进行合成的时候输错参数和忘记摁“同步”按钮所致,且上图中的方波是只加入一个谐波后的结果,后面两张图也是在老师的帮助下才完成的,从中可以体会到实践并不是一件容易的事。2.可以看到,很多个正弦波的叠加竟然可以变成这些不同形状的波,从中可以体会到大自然的神奇和数学的神秘,其实,根据傅立叶分析,任何一个周期性的函数均可以分解成一无限正弦函数的级数之和,即任何一个周期性的波均可由很多个正弦波叠加而成。3.分析锯齿波合成过程中的吉布斯现象:上图从左到右依次为加入谐波,观察可知,加入谐波数增加,尖峰个数增加,并且宽度变窄。实验四:李萨如图形【信号1(V,A,P)=(400,200,0)】Fx:Fy=1:1相同振幅不同频率(Hz)400400400振幅200150100相位(°)000相位不同频率(Hz)400400400振幅200200200相位(°)306090频率(Hz)400400400振幅200200200相位(°)120150180Fx:Fy=4:3振幅不同