第15节 波形分析 (修订中)
[TOC]
零件和材料
- 带有声卡的 IBM 兼容个人计算机，运行 Windows 3.1 或更高版本
- Winscope 软件，从网上免费下载
- 电子“键盘”（音乐）
- 用于键盘的“单声道”（非立体声）耳机型插头
- 用于计算机声卡麦克风输入的“单声道”（非立体声）耳机型插头，带有用于连接电压源的电线
- 10 kΩ 电位器
本实验的部件和设备与“PC 示波器”实验所需的相同。
交叉参考 电路课程，第 2 卷，第 7 章：“混合频率交流信号 (opens new window)”
学习目标
- 了解时域图和频域图之间的区别
- 培养傅里叶分析的定性意义
原理图，示意图
插图
指示
除了典型的“时域”示波器显示之外，Winscope 程序还具有另一个功能：“频域”显示，它绘制幅度（垂直）与频率（水平）的关系。示波器的“时域”显示随时间（水平）绘制幅度（垂直），非常适合显示波形。然而，当需要查看复波的谐波分量时，频域图是最好的工具。
如果使用 Winscope，请单击“彩虹”图标切换到频域模式。使用音乐键盘（排笛或长笛声部）生成正弦波信号，您应该会在显示屏上看到一个“尖峰”，对应于单频信号的幅度。 (opens new window)将鼠标光标移动到峰值下方应该会导致频率以数字形式显示在屏幕底部。
如果在音乐键盘上激活了两个音符，则绘图应显示两个不同的峰值，每个峰值对应于一个特定的音符（频率）。基本和弦（三个音符）在频域图上产生三个尖峰，依此类推。再次单击“彩虹”图标，将其与普通示波器 (opens new window)（时域）图进行对比。
以时域格式显示的音乐和弦是一个非常复杂的波形，但在频域显示上很容易解析为组成音符（频率）。
在音乐键盘上尝试不同的乐器“声音”，将时域图与频域图相关联。在其中心线上方和下方对称的波形仅包含奇数谐波（基频或_基_频的奇数倍数），而非对称波形也包含偶数谐波。使用光标定位图上每个峰的特定频率，并使用计算器确定每个峰是偶数还是奇数。
相关练习：
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