多点信号平均器

实验报告课程名称：近代物理实验II实验项目名称：多点信号平均器专业：学号：姓名：联系方式：实验地点：实验日期：2015年4月2日星期四下午上交日期：2015年4月3日星期五下午指导教师：实验5多点信号平均器1、前言和实验目的(1)了解多点信号平均器的原理，观察与测量其输出特性(2)在噪声背景中复现信号波形的观察与测量(3)在干扰信号背景中复现信号波形及同频干扰的观察与测量(4)测量多点信号平均器的过载电平2、实验原理1.同步积累法：设信号周期为T，把信号通路连接一个分配器的弧刷，分配器上的每一个触点接一个积累器，分配器的弧刷转一周的时间与信号重复周期相同并保持同步，这样信号通路被轮流接至每一个积累器，积累器积累信号。设积累器数目为n个，则信号周期T被分割为n个区，忽略弧刷切换触点的过渡时间，每个积累器连接信号通道的时间为：nTt由于分配器弧刷转一周时间同信号周期(保持同步)，所以每次信号到来的那个时区，恰好都接在同一积累器上，故称为同步积累。只要信号重复次数足够多，就可以把淹没在强噪声中的微弱信号提取出来。重复次数越多，提出微弱信号能力越强。信号是周期性的，信号将按电压相加起来，输出信号正比于积累的次数m。iSSomVV式中0SV为输出信号电压，iSV为输入信号电压。对于噪声，由于是随机的，因此在积累m次后，应按功率相加22iNoNmVV式中oNV为输出噪声电压，iNV为输入噪声电压。经过积累m次后的输出电压信噪比为mVVVVNiSiNoSo可见，m次积累后电压信噪比提高了m倍，功率信噪比提高了m倍。原则上，不论输入信噪比如何低，只要积累次数m足够大，总可以使输出信噪比达到要求的数值。2.多点信号平均器：多点信号平均器是根据以上原理设计的信号处理装置，它采用电子电路构成弧刷分配器和积累器。对信号进行多个依次同步取样，分别积累到各个积累器，把每个周期的许多取样信号，依次一一对应相加求平均。取样点越多，复现波形精度越高。3、实验器材(1)ND-501型微弱信号检测实验综合装置。(2)泰克双综示波器(3)FG--506函数信号发生器4、注意事项为避免接线过于复杂，可先用频率计，电压表调整好输入信号后，再与多点信号平均器连接。5、实验数据、实验数据处理、计算结果和估算不确定度等1.多点信号平均器的输出特性2.在噪声背景中复现信号波形正弦波（0.02s,0.2s,2s,1v,比较）三角波（0.02s,0.2s,2s,1v,比较）方波（0.02s,0.2s,2s,1v,比较）3.在干扰背景中复现信号波形6、思考题(1)多点信号平均器对输入信号经过m次积累，信噪比可提高m倍，怎样增加m数，以提高输出信噪比？答：通过调整控制时间常数来提高m的数值。(2)抗“同频干扰”差是本仪器的缺陷，怎样避免发生“同频干扰”？答：设定频率时保持一定的频率差。