信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)九

實(shí)驗(yàn)九一階、二階系統(tǒng)的幅頻特性測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)利用實(shí)驗(yàn)一中的運(yùn)算單元，搭建一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。2、學(xué)會(huì)測(cè)試系統(tǒng)的頻率響應(yīng)的方法。3、了解二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)特性。4、學(xué)會(huì)對(duì)其零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)進(jìn)行分析。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、根據(jù)要求搭建一階、二階實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。2、測(cè)試一階、二階系統(tǒng)的頻響特性和階躍響應(yīng)。三、預(yù)備知識(shí)學(xué)習(xí)使用波特圖測(cè)試系統(tǒng)頻響的方法。四、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)（主板）。2、線性系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)性模塊一塊。3、20M雙蹤示波器一臺(tái)。五、實(shí)驗(yàn)原理1、基本運(yùn)算單元（1）比例放大1）反相數(shù)乘器由:則有：2）同相數(shù)乘器由：則有：（2）積分微分器1）積分器：由：則有：2）微分器：由：則有：（3）加法器1）反向加法器有：2）正向加法器由：則有2、N階系統(tǒng)系統(tǒng)根據(jù)零狀態(tài)響應(yīng)（起始狀態(tài)為零），則對(duì)其進(jìn)行拉氏變換有：則其傳函可表達(dá)為：3、作為一階系統(tǒng)，一般可表達(dá)為：一階系統(tǒng)是構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)的基本單元，學(xué)習(xí)一階的特點(diǎn)有助于對(duì)一般系統(tǒng)特性的了解。本實(shí)驗(yàn)提供搭建的電路為圖3-1-1圖3-1-1一階系統(tǒng)分析其傳函表示為：,則系統(tǒng)的頻響特性為：可得系統(tǒng)的特征頻點(diǎn)為。在搭建時(shí)要進(jìn)行元件的參數(shù)的合理設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)中然后改變其參數(shù)，或者根據(jù)其傳函，設(shè)計(jì)出其它的一階網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。4、作為二階系統(tǒng)，其一般可表達(dá)為：在一階系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，它又多了一個(gè)系統(tǒng)極點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)提供搭建的電路如下圖3-2-2：圖3-1-2二階系統(tǒng)分析其傳函表示為：與標(biāo)準(zhǔn)的二階系統(tǒng)比較：則有：為無(wú)阻尼自然頻率，為二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)。通過(guò)改變圖3-1-2中的電阻，即可改變系統(tǒng)的阻尼系數(shù)。在搭建時(shí)要進(jìn)行元件的參數(shù)的合理設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)中然后改變其參數(shù)，或者根據(jù)其傳函，設(shè)計(jì)出其它的二階階網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。六、實(shí)驗(yàn)步驟1、一階系統(tǒng)的頻響測(cè)試。（1）把線性系統(tǒng)綜合分析模塊插在主板上，用導(dǎo)線接通此模塊“電源接入”和主板上的電源（看清標(biāo)識(shí)，防止接錯(cuò)，帶保護(hù)電路），并打開此模塊的電源開關(guān)。（2）推薦電路的參數(shù)如下（可以根據(jù)計(jì)算，選擇元件參數(shù)）：，。按照提供的電路和元件參數(shù)，搭建一階系統(tǒng)電路。（3）打開函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的電源開關(guān)，使其輸出一正弦信號(hào)，頻率為左右，峰峰值為5，使其輸入到搭建電路的輸入端，在保持其幅度不變的情況下，改變其輸入信號(hào)的頻率（以一個(gè)步進(jìn)），測(cè)試系統(tǒng)的幅頻特性。（4）把輸入的正弦信號(hào)改成方波信號(hào)，觀察系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。2、二階系統(tǒng)的頻響測(cè)試。（1）推薦電路參數(shù)如下（可以根據(jù)計(jì)算，選擇元件參數(shù)）：，。其中的參數(shù)可以進(jìn)行選擇，可以為等(其中兩個(gè)同時(shí)改變，改變相應(yīng)參數(shù)，結(jié)果將有所不同)，按照上述參數(shù)和電路搭建電路。（2）從函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一方波信號(hào)，頻率為，p-p值為5，用示波器觀察系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、繪制一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)的波特圖。2、繪制一