基于Multisim的电信号傅里叶分解 与合成仿真实验

周期信号的傅里叶分解与合成实验是大学物理实验课的典型内容。为了提升学生对周期电信号傅里叶分析实验的学习效果,增强学生学习的积极性,介绍采用Multisim对周期信号傅里叶分解与合成进行电路仿真的实验方法。在简介了实验的基本原理后,给出了在Multisim平台上对电信号傅里叶分解与合成进行搭建的电路图,通过调节仿真电路里一些参数来运行仿真功能,模拟出了所需要的电信号的电压波形和合成信号的李萨如图形,并且还对电脑的仿真结果进行了必要的对比分析。研究表明在大学物理电路类的实验教学中应用Multisim能培养学生电路分析和设计的自主学习能力。     

光的时间相干性及傅里叶变换光谱分析实验系统的研制

光的时间相干性及傅里叶变换光谱分析实验系统可以实时采集和分析各种光源在迈克耳孙干涉仪上产生的干涉条纹信号，并进行傅里叶变换以分析光源的频谱。系统运用多媒体声音和动画演示技术，达到生动形象的现场教学效果。     

基于通用设备和Multisim的虚实结合电学实验教学模式

实物实验与虚拟仿真实验,特别是基于物理模型的定量仿真实验同步有序进行,是当前提升实验教学效果的有效手段之一。这种教学模式既优化了教学资源,丰富教学方法和手段,又体现了物理学是实验科学的本质。结合基础物理实验教学需要,设计了包含RLC串联电路实验、交流电桥测电容电感实验、混沌电路实验和Multisim电路仿真等教学内容的虚实结合电学实验模块。将实验研究和定量仿真两种研究方法在实验课程中相结合,让学生从低年级就开始采用科研和工程设计的思维方法完成教学实验,能够有效培养其对知识的综合应用能力和创新能力。     

大学物理虚拟仿真实验的应用研究

通过仿真实验和传统实验比较,分析了仿真实验的优点,给出了虚拟仿真实验室的组成,结合我校使用的虚拟仿真实验教学系统,介绍了在物理实验教学过程中仿真实验的具体应用。     

基于Matlab的非线性混沌电路仿真系统开发

针对目前非线性混沌电路实验教学中存在的问题,开发了一款基于Matlab的非线性混沌电路仿真实验平台。介绍了仿真系统的功能、结构及构建方法,详细阐述了仿真实验的方法和步骤。该平台具有程序界面友好、操作方便等特点,有助于提高实验教学效率。     

用衍射法监测物体的几何参数和空间位置

概述用衍射法监测物体的几何参数和空间位置。提出用频率光谱相位分辨率对物体进行监测以提高灵敏度和监测精度，这需使用一个具有信息处理功能的光学系统，该系统能连续完成物体传递函数中的傅里叶变换和频谱的菲涅耳变换。实验结果表明，利用被监测几何参数和空间位置的物体频谱相可完成监测工作。     

物理虚拟仿真实验教学中心建设与实践

统的基于真实操作的物理实验教学模式正面临一系列的困难,这些困难是包括我校在内的众多国内外高校所亟待解决的共同课题。为此,我校建设了大学物理虚拟仿真实验、VR虚拟仿真实验,基于"云"平台服务的远程虚拟实验等虚拟仿真实验系统,丰富了实验教学手段,促进了实验教学模式的改革。并以此为契机,获评辽宁省物理实验虚拟仿真教学中心。     

傅里叶望远镜外场实验性能改进和结果分析

为了实现对傅里叶望远镜成像系统更接近实际的仿真,改进了外场实验系统结构。采用反射式目标,利用准直扩束镜替代空间滤波器和准直透镜,使用大靶面电荷耦合器件作为监视器。在无大气和包含200m水平大气两种情况下,分别对2.5mm的4种不同空间频谱分布目标进行实验。实验选用9×9,17×17,33×33和65×65傅里叶分量分别进行重构。最高成像角分辨率为3.5″。结果表明含大气与无大气重构结果的Strehl比值相近,从而证明傅里叶望远镜成像系统能够克服下行链路低阶大气扰动的影响。     

彩色单像素相机实验研究

近年来频谱重建的单像素成像技术的独特性质得到人们的普遍关注,它不仅提出一种新的成像方式,而且揭示了物体空域信息与频域信息的逆傅里叶变换关系,为了在实验教学中研究这个问题,本文在理论和实验上研究了单像素彩色成像问题。首先,分析了单像素成像的物理基础:频谱重构;接着,考虑了环境电磁辐射、探测器位置和探测器有限面积等因素后,建立了单像素探测辐射度量公式;然后,依据三步相移法导出了频谱重建公式,提出单像素彩色成像的三种实现方案,并比较了它们的优点和缺点;最后在实验上建立了彩色单像素成像装置,并采用分色照明结合分时探测的方法,实现了单像素彩色成像。本研究在物理实验教学上展示了一种新的成像原理:频谱重构结合逆傅里叶变换成像;在技术上提供了实现单像素彩色成像的一种低成本实验方案,让学生在成像过程中实时理解物体空域信息与频域信息的对应关系,并定量研究不同频谱范围对成像质量、不同探测器位置对成像效果的影响。     

无透镜傅里叶变换全息图在欠采样条件下的数值再现分析

在理论分析无透镜傅里叶变换全息图记录的基础上，结合CCD的结构特点，用傅里叶频谱方法具体研究了无透镜傅里叶变换全息图在欠采样条件下的再现问题.指出在无透镜傅里叶变换全息术中，对有限尺寸物体而言，在记录过程不满足申农（Shannon）采样定理的条件下，仍能完整再现出物体的像.同时对再现像的变化特点进行了理论说明.所得的实验结果与理论分析一致.     

CCD抽样对傅里叶变换轮廓术的影响

从傅里叶变换轮廓术(FTP)原理入手,分析了傅里叶变换过程中频谱的产生,给出了CCD像元信号强度及其经抽样后的变形条纹的表达式,得出了变形条纹的傅里叶频谱式,其频谱是原连续函数的频谱在频域内的无限重复,即"频谱岛"。频谱中除了基频外,还产生了二级、三级等的高级频谱。给出了抽样条件及满足抽样条件的方法:当抽样频率与光栅基频的比值m>4时可以恢复物体的面形,反之不能;减小抽样间隔可以使m>4。给出了实验结果:当m=2.0883时,物体面形没有恢复;当m=16.6667时,物体面形得到了恢复。实验结果证明了理论分析的正确性。     

工科物理虚拟仿真实验教学平台的建设实践

本文介绍了山东科技大学工科物理虚拟仿真实验教学中心建设历程。虚拟方正实验教学中心以山东省实验教学示范中心为依托,以创建国家级虚拟仿真实验教学中心为契机,通过围绕大学物理虚拟仿真平台的建设,从普通物理实验、近代物理实验和专业物理实验等几个方面展开系列工作,并提出虚实结合,有实有虚,实缺虚补的方针,对本校虚拟仿真实验教学方面建设所存在的问题及取得的成绩做了详细的叙述。     

教育改革形势下高校物理实验虚拟仿真教学发展趋势研究

在教育改革不断信息化发展的形势下,结合当前高校物理实验教学特点、国内外高校物理虚拟仿真实验教学中心建设现状及高校物理虚拟仿真实验教学理念与原则,以广西师范大学物理虚拟仿真实验教学中心体系建设为例,进行了高校物理实验虚拟仿真教学发展趋势研究。在此基础上,提出了三点实现物理实验虚拟仿真教学可持续发展的建议。     

基于不对称非标准傅里叶变换的光学图像加密

针对以往光学图像加密系统中输入面和频谱面对称性的缺点，在不增加系统元件的基础上，利用球面波照射不对称非标准傅里叶变换系统进行图像加密。通过把相位掩模置于该系统的傅里叶变换平面，利用不对称非标准傅里叶变换系统的输入面和频谱面的不对称性以及频谱面对于点光源相关参数的依赖性，克服了以前光学加密系统中输入面和频谱面的对称性所带来的安全隐患，并且获得了除相位掩模以外的另外四重密匙。理论分析和模拟实验表明：该方法不仅可行，而且多增加了几重密匙，增强了系统的安全性能。     

基于Matlab GUI的RLC仿真实验平台开发

针对目前RLC教学中存在的实验学时有限、实验设备不足的问题,借助Matlab中GUI的图形显示功能,开发了RLC电路特性仿真实验平台。介绍了仿真系统的结构、功能及构建方法。以RLC串联电路的暂态特性实验为例,详细阐述了仿真实验的方法和步骤。该系统操作方便,界面交互性良好,有助于提高学生学习的积极性,提高实验教学的效率。     

聚焦离子束系统虚拟仿真实验项目的建设与教学

主要对聚焦离子束系统虚拟仿真实验教学项目的建设和教学实践进行了总结和探讨。本实验针对扫描电子显微镜观测和离子束刻蚀沉积的相关实验内容在本科教学中难以真实实现的现状,开发了聚焦离子束系统仿真实验,能够开展样品制备和装载、扫描电子显微镜观测样品、离子束刻蚀和沉积、图像采集和图像处理系列仿真实验。实验教学活动中明显突出了学生的主体性以及学生综合素质和创新能力的培养,用于实验教学后,受到学生好评,选课人数多,已获评国家级虚拟仿真实验教学一流课程。     

傅里叶变换基本性质的物理诠释

数学物理方法是物理学专业基础课,其中的积分变换部分也是工程技术专业的基本教学内容.在该课程中,傅里叶变换往往是积分变换法教学的首要内容,而傅里叶变换的基本性质则是该部分的重点,也是其产生广泛应用的关键原因.本文从振动的合成与分解、物理学量纲分析等角度对傅里叶变换的线性定理、延迟定理、位移定理、标度变换定理、微分定理及卷积定理共6条基本性质进行了物理学诠释.对学生深刻理解和灵活运用傅里叶变换法解决物理问题、进行信号频谱分析大有裨益;对学生学习后续的量子力学、信号与系统等课程亦有帮助.     

空间滤波的实验研究

运用空间域和频率域方法讨论了阿贝-波特实验和空间滤波实验中光波分别经过单透镜2f系统和4f系统时透镜的傅里叶变换和物体的频谱,探究了物体成像过程中的分频和合频过程,分析了空间滤波实验中透镜孔径对实验的影响.应用Matlab仿真模拟了低通滤波、方向滤波、显色滤波等图像处理技术,验证了夫琅禾费衍射下的巴比涅原理.     

脉冲核磁共振基础仿真实验平台设计与实现

为了解决医学影像技术或智能医学影像工程等专业核磁共振实验教学面临的难题,基于数值仿真技术搭建了脉冲核磁共振基础仿真实验平台。该平台可实现核磁共振信号的检测、磁场强度的间接测量、磁场均匀性的测量与调节、射频脉冲角度的确定等功能,平台支持参数任意设置与调节、信号动态采集与显示、频谱快速生成与读取、采样停止与信息提示,该虚拟仿真实验平台操作简单,灵活可控,支持多终端在线操作,为学生学习物理原理和观察物理现象提供了处处能学和时时可学的资源,有助于学生理解抽象的物理原理,增强实验教学的效果。     

蔡氏混沌电路实验的改进设计

改进实验以蔡氏混沌电路为核心进行对混沌现象的探究,通过Multisim软件对蔡氏电路进行仿真,按照仿真的元件参数进行实际电路的制作与调试。使用具有幅度衰减功能的探头作为声卡示波器的信号输入装置,进行混沌现象在虚拟仪器系统上的观测与记录,并利用有源模拟电感代替传统的无源电感进行对比实验。改进实验操作简单、测量准确,易于在日常教学活动中开展。