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    信号与系统-教学实验系统

    产品型号:TD-SAS+

一、实验内容完整,紧扣“信号与系统”教学大纲:与“信号与系统”课程教学大纲紧密结合,系统提供完整的教学实验内容,主要包括信号与系统的基本实验、时域分析、频域分析这三大类的实验内容,实验内容丰富,由浅入深,重点突出,尤其是还提供了信号与系统课程设计的教学实验内容,使学生能够真正掌握“信号与系统”的教学内容。
二、具有集成一体化的先进结构,不需要配电脑或其他仪器:系统将信号源、开放式的实验电路、专用测量与分析仪器集成在了一个实验箱中,不需要配电脑或其他仪器,只需这一个实验箱就能完全支持信号与系统实验的教学内容,占用更少的实验室空间和场地,使设备使用及管理方便,节省了投资和维护费用,性价比极高。
三、系统除集成有示波器、频谱分析、频率特性分析等常用功能外,还集成了一组专为实验教学个性化设计的专用测量与分析功能:系统中的测量与分析仪器是专为信号与系统实验而个性化设计的,其所集成的测量与分析功能包括波形变换、卷积计算及过程显示、时域测量与分析、频谱测量与分析、理论频谱分析、频率特性测量与分析、X-Y测量和电阻、电容、电流与电压测量,都是与教学实验内容紧密相关的,可获得极佳的教学实验效果和测量分析体验。仪器采用了液晶显示和触屏操控方式,代表着测量仪器显示和操作方式的先进方向。
四、独特的实际频谱与理论频谱对比分析系统集成的独特的频谱分析仪器是专为频谱分析实验而个性化设计的,具有极佳测量与分析效果,并具有理论频谱生成功能,用户可将信号的实际频谱与理论频谱进行对比分析,完美支持信号频谱分析类实验。
五、独特的频率特性测量与分析:系统集成的独特的频率特性分析仪器可对电路的频率特性以半自动方式进行测量与分析,使学生全程准确介入测量与分析过程,并最终由系统计算生成波特图,由此可深入理解频率特性的物理概念和机制,具有极好的教学实验效果。
六、独特的卷积计算观测功能:系统提供独特的卷积计算观测功能,将卷积计算过程形象地展现出来,可使学生迅速理解和掌握卷积计算的原理和过程。
七、基于互联网云服务,实验教学新一代智能化管理方式:系统将实验智能管理客户端与信号与系统实验专用测量仪器融为一体,通过无线局域网与云端服务器相连,可将实验数据上传并保存到云端服务器中,从而以极高的性价比,实现了非常方便而实用的新一代实验教学智能化教学管理系统,各学校可由此开展实验教学的管理创新,使实验教学效果得到极大提升。“新一代实验教学智能化管理系统”将学生、教师、设备和实验课程的各种信息进行了链接和完整统合,改变了以往的粗放管理模式,极大提高了实验教学的管理效率。学生的实验过程或结果可实时上传保存到云端服务器上,在所保存的实验测量数据的基础上,学生可在课内或课下随时随地完成实验报告,教师可随时随地评阅实验报告,并可以公正地评定学生的实验效果和成绩,从而激发学生的参与感,满足学生的公平感,提高学生实验的积极性,还可减轻实验管理人员和教师的工作负担。该管理系统投资少,操作简单和实用,学生不需要为此专门学一些与课程实验无关的知识、软件和操作,系统还可进一步实现实验设备的自动升级、实验设备的检测与维护等各项管理功能,而且因为是基于云端服务器,不需要用户自己专门进行维护,从而保证了系统和数据的安全性。
八、功能强大的数字信号源,可实现多种输入信号的需要系统具有功能强大的数字信号源,包括多类型信号发生器、扫频源、白噪声信号源、直流信号源等。其中的多类型信号发生器可以产生两路正弦波、三角波、方波、脉冲波等多种常用信号,也可作为任意波形发生器。全面支持“信号与系统”实验对各种信号输入的需要。
九、实验电路具有良好的开放性,完美支持课程设计系统具有开放和灵活高效的电路构造方式,学生可自主设计构造实验电路,避免了单纯验证 性实验方式。实验电路包括直流信号源单元、RLC二阶系统单元、脉冲采样单元、稳定性单元、阶跃与冲激响应单元、零输入零状态全响应单元、方波的合成与分解单元和综合实验单元。综合实验单元提供了开放灵活的电路结构,可设计、构造各阶滤波器及模拟运放电路,例如用模拟电路来设计实现巴特沃斯滤波器,并实现巴特沃斯滤波器对声音等各种信号进行处理及应用,从而支持信号与系统的课程设计。
十、选配DSP开发板套件,开展“数字信号处理”的实验教学如果选配以TMS320C5402为核心的DSP开发板套件,就可以全面支持独具特色的“数字信号处理”课程的实验教学。实验包括DSP处理器接口及应用、数字信号处理技术等内容,尤其是在数字信号处理技术实验当中:
1.可实现对常见的实际信号进行处理。例如,可将系统数字信号源的多种周期信号作为DSP的实时信号输入,并可在输入信号中混叠白噪声信号,从而充分展现数字信号滤波处理和自相关处理的算法过程。
2. 可选择处理器和相应的算法方案。例如,在信号傅立叶变换算法实验中,用户可分别比较使用PC微机、使用DSP、使用DSP并采用FFT算法的不同运行结果,使学生了解DSP的应用价值和快速傅立叶变换的实际意义和应用。
3. 可对各种算法作优化处理。例如,在滤波器实验中,设计了具有相同指标性能的IIR和FIR 滤波器,通过设计步骤对比、参数对比、输出结果对比等实验内容,全面反映了滤波器教学中的各个知识要点。由此使学生真正掌握数字信号和系统分析及处理的基本理论和方法,掌握数字信号处理中特有的信号处理算法,编写出能够实时高效运行的数字信号处理程序。
十一、选配指纹图像处理单元,可以开展“数字指纹图像处理”的教学实验在配置了DSP开发板套件的基础上,还可再配以指纹图像处理单元,就能够开展数字指纹图像处理的实验研究。通过对指纹图像的数字化分析和处理,使学生极大提高信号处理的实际应用开发能力,轻松掌握数字图像处理系统设计方法。

一、集成一体化的先进结构,全面支持信号与系统的实验集成一体化的先进结构,将信号源、开放式的实验电路、信号与系统专用测量与分析仪器集成在一个实验箱中,不需要配电脑或其他仪器,就可以全面支持信号与系统的全部实验。
二、为信号与系统实验个性化设计的专用测量与分析仪器为信号与系统实验个性化设计的专用测量与分析仪器,包括波形变换、卷积计算及过程显示、时域测量与分析、频谱测量与分析、理论频谱分析、频率特性测量与分析、X-Y测量和电阻、电容、电流、电压测量,采用液晶显示和屏幕触控操作,测量结果可保存到U盘。
三、开放、高效的实验电路,支持课程设计系统具有开放和灵活高效的电路构造方式,学生可自主设计构造实验电路,避免了单纯验证性实验方式。实验电路包括直流信号源单元、RLC二阶系统单元、脉冲采样单元、稳定性单元、阶跃与冲激响应单元、零输入零状态全响应单元、方波的合成与分解单元和综合实验单元。综合实验单元提供了开放灵活的电路结构,可设计、构造各种常用的实验电路,例如用模拟电路来设计实现四阶巴特沃斯滤波器,从而支持课程设计。
四、高品质数字信号源多类型信号源:方波、正弦波、脉冲、三角波、白噪声。
五、直流信号源可产生直流信号0~+5V,阶跃信号0~+5V,幅值连续可调。
六、恒压源±5V/0.2A,±12V/0.2A。
七、选配件
 1.DSP开发板套件:DSP5402开发板,仿真器。
 2.数字指纹图像处理模块。

 主要实验内容
一、信号与系统的基本实验
1.信号源的使用与常见信号的观察实验
2.信号的时域变换实验
3.信号的基本运算实验
4.系统特性实验
二、时域分析实验
1.冲激响应与阶跃响应实验
2.零输入响应、零状态响应与全响应实验
3.卷积的物理意义实验
4.图解法卷积计算观察实验
5.卷积的性质实验
三、频域分析实验
1.方波信号的分解与合成实验
2.连续周期信号与连续非周期信号的频谱实验
3.周期与脉宽和脉冲信号频谱的关系实验
4.傅立叶变换的性质实验
5.信号的采样与恢复实验
6.周期离散信号的频谱观察实验
四、有源无源滤波器实验
五、二阶系统状态轨迹实验
六、巴特沃斯滤波器设计及应用
1.巴特沃斯滤波器的设计
2.巴特沃斯滤波器的基本应用
3.巴特沃斯滤波器在声音信号处理中的应用(需选配专用音频线和耳机)
七、DSP接口及应用实验
1.存储器读写实验
2.I/O口键盘扫描实验
3.中断源输入中断信号实验
4.定时器实验
5.串口(Mcbsp)通信实验
6.μ律/A律缩展器
7.语音回放实验
八、数字信号处理技术实验
1.离散傅立叶变换(DFT)实验
2.快速傅立叶变换(FFT)及应用实验
3.IIR无限冲击响应数字滤波器设计与实现
4.FIR有限冲击响应数字滤波器设计与实现
5.自适应滤波器实验
6.自相关函数应用实验
7.DCT离散余弦变换实验
九、数字指纹图像处理技术及应用实验(需选配指纹图像处理单元)
1.直方图均衡化实验
2.图像分割实验
3.腐蚀和膨胀实验
4.细线化实验
5.几何变换实验
6.指纹图像采集实验
7.指纹图像匹配实验

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