周期信号频谱分析
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实验目的
1.了解和掌握周期信号频谱分析的基本概念。
2.掌握用软件进行频谱分析的基本方法。
3.加深理解周期信号时域参变化对其谐波分量的影响及变化趋势。
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主要仪器设备及软件
硬件：无
软件：Multisim仿真软件
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实验原理（或设计过程）
1.一个非正弦周期信号，运用傅氏级数总可分为解为直流分量与许多正弦分量之线性叠加。周期信号的频谱分为幅度谱、相位谱和功率谱3种，分别时信号各频率分量的振幅、初相和功率按频率由低到高排列构成的谱线图。当我们想要直观地观察到周期信号地单边频谱图时，应用仿真软件中的Fourier分析就可以方便地观察到。
（1）在Multisim软件的主窗口下取出示波器、信号发生器、电阻和底线符号，按下图1所示连接好电路。
（2）鼠标双击信号发生器，设置信号参数。双击示波器显示和调整好窗口。按下运行开关，观察示波器显示的波形是否正确。若有错，找出原因并纠正。
（3）通过“选项”菜单中的表格属性菜单设置显示网络名字。选择菜单中的“仿真”→“分析”→“傅里叶分析”，出现傅里叶分析窗口设置，进行相关参数设置。
（4）按下“仿真”键，观察谱线图，并记录数据。
（5）按要求改变信号的波形和占空比，并重复以上步骤。
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实验电路图
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实验数据分析和实验结果
1.根据下表给定的波形及参数测量割谐波分量的幅度值。
2.根据所测数据绘制每一波形的谱线图。
| 波形占空比 | f/kHz | ||||||||||
| 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | |
| 矩形波10% | -4.00 | 1.96 | 1.86 | 1.71 | 1.51 | 1.27 | 1.01 | 0.74 | 0.47 | 0.23 | 0.01 |
| 矩形波30% | -2.01 | 5.14 | 3.03 | 0.68 | 0.92 | 1.27 | 0.64 | 0.26 | 0.75 | 0.60 | 0.02 |
| 矩形波50% | 0 | 6.37 | 0 | 2.12 | 0 | 1.27 | 0 | 0.91 | 0 | 0.71 | 0 |
| 正弦波50% | 0 | 5.00 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 三角波50% | 0 | 4.10 | 0 | 0.45 | 0 | 0.16 | 0 | 0.08 | 0 | 0.05 | 0 |
| 三角波70% | 0 | 3.90 | 1.15 | 0.17 | 0.18 | 0.19 | 0.08 | 0.03 | 0.07 | 0.05 | 0 |
| 三角波90% | 0 | 3.48 | 1.65 | 1.01 | 0.67 | 0.45 | 0.30 | 0.19 | 0.10 | 0.04 | 0 |
| n= | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
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实验小结
通过这次的实验，我们对Multisim仿真软件的应用有了更深一步的了解，学会了如何利用傅里叶分析，观察到待测谐波分量的幅度值。在上机实验时，要注意器件的结点连接，以及仪器数据的设置，避免出现错误。
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附录
