2022年信号与系统一阶二阶系统的幅频特性测试实验整理 .pdf

深 圳 大 学 实 验 报 告课程名称：信号与系统实验项目名称：一阶,二阶系统的幅频特性测试实验学院：信息工程学院专业：电子信息工程专业指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：2012.6.1 实验报告提交时间：2012.6.24 教务处制名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 8 页 -实验目的与要求：1、学会利用基本的运算电路单元，搭建一些简单的实验系统。2、学会测试系统的频率响应的方法。3、了解一阶、二阶系统的阶跃响应特性。实验仪器：1、信号与系统实验箱一台（主板）。2、线性系统综合设计性模块一块。3、20M 双踪示波器一台。实验内容1、根据要求搭建一阶、二阶实验系统。2、测试一阶、二阶系统的频响特性和阶跃响应。实验原理:1、基本运算单元（1）比例放大1）反相数乘器名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 8 页 -由:2211RURU则有：1122RURU2）同相数乘器由：54443RRURU则有：45434)(RRRUU（2）积分微分器1）积分器：由：121211/UURRsC则有：221121(1)RUURsR C2）微分器：由：34111UURsC则有：4311UU RC s（3）加法器1）反向加法器有：)(211032RURURU2）正向加法器名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 8 页 -由：875764433RRURURURURU则有)()(*443378765RURURRRRU2、N 阶系统系统1011110111()()()()()()()()nnnnnnmmmmmmdddCy tCy tCy tC y tdtdtdtdddEx tEx tEx tE x tdtdtdt根据零状态响应（起始状态为零），则对其进行拉氏变换有：10111011()()()()()()()()nnnnmmmmC s Y sC sY sCsY sC Y sE s X sE sX sEsX sE X s则其传函数可表达为：-101-1-101-1sss(s)(s)(s)sssmmmmnnnnEEEEYHXCCCC3、作为一阶系统，一般可表达为：0101()E sEH sC sC一阶系统是构成复杂系统的基本单元，学习一阶的特点有助于对一般系统特性的了解。本实验提供搭建的电路为图7-1 图 7-1 一阶系统分析其传递函数表示为：0()1HH ssT其中120RRH,12CRT则系统的频响特性为：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 8 页 -0()1HHjjT在搭建时要进行元件的参数的合理设计，实验中可以改变其参数，或者根据其传递函数，设计出其它的一阶网络系统。4、作为二阶系统，其一般可表达为：20122012()E sE sEH sC sC sC在一阶系统的基础上，它又多了一个系统极点，本实验提供搭建的电路如下图7-2：图 7-2 二阶系统分析其传递函数表示为：122112()KTTH sKsT sTT其中xRRK1111CRT222CRT与标准的二阶系统比较：222()2nnnH sss名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 8 页 -则有：KTTTTKn12214n为无阻尼自然频率，为二阶系统的阻尼系数。通过改变图7-2 中的电阻xR，即可改变系统的阻尼系数。在搭建时要进行元件的参数的合理设计，实验中可以改变其参数，或者根据其传递函数，设计出其它的二阶阶网络系统。六、实验步骤1、一阶系统的频响测试。（1）把线性系统综合分析模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源（看清标识，防止接错，带保护电路），并打开此模块的电源开关。（2）推荐电路的参数如下（可以根据计算，选择元件参数）：KRR1021，1103(104)C或。按照提供的电路和元件参数，搭建一阶系统电路。（3）打开函数信号发生器的电源开关，使其输出一正弦信号，频率为K1Hz 左右，峰峰值为5V，使其输入到搭建电路的输入端，在保持其幅度不变的情况下，改变其输入信号的频率（以100 Hz 一个步进），测试系统的幅频特性和相频特性。（4）把输入的正弦信号改成方波信号，观察系统的阶跃响应。2、二阶系统的频响测试。（1）推荐电路参数如下（可以根据计算，选择元件参数）：KRRRR103221，473,10321CC。其中xR的参数可以进行选择，可以为KKKRx33222、等(其中两个xR同时改变，改变相应参数，结果将有所不同)，按照上述参数和电路搭建电路。（2）从函数信号发生器产生一方波信号，频率为Hz200，p-p 值为 5V，用示波器观察系统的阶跃响应。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 8 页 -深圳大学学生实验报告用纸名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 8 页 -指导教师批阅意见：成绩评定：指导教师签字：年月日备注：注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10 日内。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 8 页 -