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TDX-SAS信号与系统教学实验系统
产品型号：TDX-SAS
“TDX-SAS信号与系统教学实验系统”采用了专为信号与系统实验而个性化设计的新一代测量与分析仪器，将信号变换、卷积积分计算、时域测量与分析、频率特性分析和信号频谱分析等诸项功能全部融合在了该仪器当中，使学生能够使用时域和频域的各种测量分析手段来认识、研究并分析各种信号和系统。并把该仪器与高品质信号源和开放式的实验电路融合在了实验系统中，只需一个实验箱就能全面支持“信号与系统”课程的实验教学及课程设计，不需要再配备电脑（虚拟仪器）或其他各种仪器，可极大提高实验教学的效率和实验效果，增强学生的实验能力和创新设计的能力，使实验系统更加耐用、易维护和易操作，节省实验室空间面积和经费的需求，为建设高端“信号与系统”实验室提供了最佳设备。
1．实验教学内容更加完善，使学生更容易掌握教学重点和难点“信号与系统”课程中的数学概念和运算多，比较抽象，难教难学，学生容易陷在公式堆里而一头雾水，通过具有良好效果的实验教学，可使学生建立起直观的物理概念，在物理本质上来认识和把握信号与系统，促进学生掌握“信号与系统”的教学内容。
系统通过高品质的实验电路和新一代测量与分析仪器，帮助学生学会并掌握重要教学内容，例如，时域分析实验中的“卷积的物理意义、图解法卷积计算、卷积的性质”等，频域分析实验中的“信号的频谱分析、傅立叶变换的性质、离散信号的频谱观察”等，尤其是通过实验观测，将“信号的分解与合成”、“信号的采样与恢复”等抽象内容进行了直观的实验展现。还根据教学和应用的需要，增强了信号与系统课程设计的内容。
2．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具有集成一体化的先进结构，将开放式的电路和实验平台、高品质数字信号源、新一代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，只需一个实验箱就能全面支持“信号与系统”实验的教学内容，可极大提高学生实验操作效率和实验效果，增强学生的综合设计和实验能力，实验系统更加耐用、易维护和易操作，设备使用及管理更加方便，占用更少的实验室空间和场地，节省投资和维护费用，性价比极高。
3．系统除集成了示波器、频谱分析仪、频率特性分析仪等常用仪器外，还集成了一组专为实验个性化设计的测量与分析仪器系统为“信号与系统”实验专门个性化设计了新一代的测量与分析仪器，除包括高性能的数字存储示波器、频谱分析仪、频率特性分析仪、X-Y测量仪等常用仪器外，还具有波形变换仪、卷积计算及过程显示仪、理论频谱分析等专用测量与分析仪器，这些仪器都是与教学实验内容紧密相关的，可获得良好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，测量结果的波形及数据可保存到U盘，用作实验报告或以Matlab等软件进行后续处理。
4．独特的卷积的性质与计算实验系统提供了独特的卷积计算及过程显示仪，可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。特别是应用该功能，可以更好地开展卷积的物理意义、卷积的性质方面的实验。
5．高质量的信号分解与合成实验系统采用了高品质的带通滤波器，可将各种信号按傅立叶级数展开式高质量的分解，得到高品质的正弦基波及各个分量，包括奇次分量、偶次分量和直流分量，实际分解出的信号，完全符合傅立叶级数展开式计算的结果，由此合成出来的信号完美还原，与输入信号等同，使学生能够正确理解傅立叶变换的意义和实际效果。
系统具有信号幅值和相位调整电路，对将要合成的信号，可改变基波和各谐波分量的幅值与相位，来观察研究这种改变对信号合成的影响。还可用频谱分析仪来观察基波与各次谐波合成后的波形的频谱，观察去掉某些谐波分量后频谱发生的变化。
6．优异的信号采样与恢复实验通过使用系统中集成的频谱分析仪，对信号采样与恢复的实际过程进行测量与分析，实际验证了香农定理的条件和结论，清晰地观测到频谱搬移现象对信号完整恢复的影响，对学生真正理解香农定理，具有很好的实验效果。
7．实际频谱与理论频谱对比分析系统集成的频谱分析仪是专为频谱分析实验而个性化设计的，包括幅度谱、功率谱等，具有极佳的测量与分析效果，并具有独特的理论频谱分析功能，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。
8．高效的频率特性测量与分析系统集成的频率特性分析仪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。
9．高品质的数字信号源，可实现多种输入信号的需要系统具有高品质的数字信号源，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。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，全面支持“信号与系统”实验对各种信号输入的需要。
10．实验电路平台具有良好的开放性，学生可自主设计构造实验电路系统采用了开放和灵活高效的实验电路构造方式，通过短路块的选择切换及少量电路接线就可快速构成实验电路，从而可由学生自主设计并灵活构造出实验电路，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、典型二阶与三阶系统单元、信号的分解与合成单元、综合实验单元等。信号的分解与合成单元中，采用高质量模拟带通滤波器，可满足多类型信号的分解与合成实验。综合实验单元中提供了多组开放的运算放大器电路及开放灵活的电路结构，可设计、构造各阶次滤波器及模拟运放电路，例如用模拟电路来设计实现四阶巴特沃斯滤波器，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。
11．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。
12．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。
13．通过实验教学管理客户端，可实现新一代智能化实验教学管理系统将实验教学管理客户端与专用测量与分析仪器融为一体，通过选配WIFI模块，可支持实验系统与教师机进行无线组网，并提供教师机上的实验跟踪监控软件，实现实验进度跟踪、实验状态观察、实验结果上传等功能。
若选配“基于云服务的智能化实验教学管理系统”，学生的实验结果数据可由教师机上传到云端服务器上保存，学生可在上传数据的基础上，随时随地完成实验报告，教师则可以此准确评定学生的实验效果和成绩。
信号与系统实验1. 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
2. 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
3. 频域分析实验
（1）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
4. 有源无源滤波器实验
5. 二阶系统状态轨迹实验
6. 课程设计：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）
DSP数字信号处理实验（需选配DSP开发板套件）1. 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
2. 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
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
