深圳大学一阶、二阶系统的幅频特性测试实验.doc

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: 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。 五、数据记录： 1、一阶系统的频响测试： f/HZ 100 200 300 400 500 600 700 Vpp1(v) 4.96 4.96 4.96 4.96 4.96 4.96 4.96 Vpp2 4.16V 2.96v 2.40v 1.84v 1.68v 1.44v 1.28v △x 5.20ms 3.00ms 2.12ms 1.72ms 1.34ms 1.12ms 1.02ms △φ f/HZ 800 900 1k 1.2k 1.4k 1.6k 1.8k Vpp1(v) 4.96 4.96 4.96 4.96 4.96 4.96 4.96 Vpp2 1.04v 960mv 880mv 688mv 600mv 536mv 480mv △x 880us 760us 660us 584