深圳大学一阶、二阶系统的幅频特性测试实验教案资料.doc
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1、深圳大学一阶、二阶系统的幅频特性测试实验精品资料深 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 专业: 通信工程 指导教师: 报告人:学号: 班级: 实验时间: 实验报告提交时间: 2015.6.23 教务部制一、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。二、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。三、实验原理1、基本运算单元 (1)比例放大1)反相数乘器由:
2、 则有:2)同相数乘器由: 则有:(2)积分微分器1)积分器:由: 则有: 2)微分器:由: 则有: (3)加法器1)反向加法器有: 2)正向加法器 由: 则有 2、N阶系统系统 根据零状态响应(起始状态为零),则对其进行拉氏变换有:则其传函数可表达为:3、作为一阶系统,一般可表达为: 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:其中 , 则系统的频响特性为: 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
3、为: 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: 其中 与标准的二阶系统比较:则有: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,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。四、实验内容: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):,。按照提
4、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Hz左右,峰峰值为5,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):,。其中的参数可以进行选择,可以为等(其中两个同时改变,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,p-p值为5,用示波器观察系统的阶跃响应。
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