實驗三 典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)頻率特性的測量

實驗三典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)頻率特性的測量實驗類型：操作性實驗實驗目的1．了解典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的頻率特性曲線的測試方法。2．根據(jù)實驗求得的頻率特性曲線求取傳遞函數(shù)。實驗內(nèi)容1．慣性環(huán)節(jié)的頻率特性測試。2．無源滯后—超前校正網(wǎng)絡的頻率特性測試。 實驗原理1.慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)和電路圖為圖3-1慣性環(huán)節(jié)的電路圖其幅頻的近似圖如圖3-2所示。圖3-2慣性環(huán)節(jié)的幅頻特性若圖3-1中取C=1uF，R1=100K，R2=100K，R0=200K則系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折頻率為=1.66Hz2.無源滯后—超前校正網(wǎng)絡其模擬電路圖為圖3-3無源滯后—超前校正網(wǎng)絡其中R1=100K，R2=100K，C1=0.1uF，C2=1uF其傳遞函數(shù)為其中，。其幅頻的近似圖如圖3-4所示。圖3-4無源滯后—超前校正網(wǎng)絡的幅頻特性實驗要求加深理解系統(tǒng)頻率特性的特理概念。掌握典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的頻率特性曲線的測試方法，并能根據(jù)測試方法測量系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的頻率特性及繪制系統(tǒng)頻率特性曲線。實驗儀器設備同實驗一實驗步驟1.慣性環(huán)節(jié)1.1根據(jù)圖3-5慣性環(huán)節(jié)的電路圖，選擇實驗臺上的通用電路單元設計并組建相應的模擬電路。其中電路的輸入端接實驗臺上信號源的輸出端，電路的輸出端接數(shù)據(jù)采集接口單元的AD2輸入端；同時將信號源的輸出端接數(shù)據(jù)采集接口單元的AD1輸入端。圖3-5慣性環(huán)節(jié)的電路圖1.2點擊“BodeChart”軟件的“開始采集”；1.3調(diào)節(jié)“低頻函數(shù)信號發(fā)生器”正弦波輸出起始頻率至0.2Hz，并用交流電壓測得其壓電有效值為4V左右，等待到電路輸出信號穩(wěn)定后，點擊“手動單采”，等待，軟件即會自動完成該頻率點的幅值特性，并單點顯示在波形窗口上。1.4繼續(xù)增加并調(diào)節(jié)正弦波輸出頻率（如0.3Hz，本實驗終至頻率5Hz即可），等輸出信號穩(wěn)定后，點擊“手動單采”，等待，軟件即會自動完成該頻率點的幅值特性，并單點顯示在波形窗口上。1.5繼續(xù)第1.2、1.3步驟，一直到關(guān)鍵頻率點都完成。1.6點擊停止采集，結(jié)束硬件采集任務。1.7點擊“折線連接”，完成波特圖的幅頻特性圖。1.8保存波形到畫圖板。2.無源滯后—超前校正網(wǎng)絡根據(jù)圖3-3無源滯后—超前校正網(wǎng)絡的電路圖，選擇實驗臺上的U2通用電路單元設計并組建其模擬電路，如圖3-6所示。圖3-6無源滯后—超前校正網(wǎng)絡（電路參考單元為：U2）具體步驟請參考慣性環(huán)節(jié)的相關(guān)操作，最后的終至頻率100Hz即可。頻率的參考取值：第一組：0.2、0.6、1、1.5、2.2、3、4、6、9、15、22、30、40、55、70、88、100第二組：0.2、0.4、0.6、0.8、1.2、1.6、2.1、2.7、3.4、4.2、5.2、6.7、8.7、11.7、15.7、20.7、26.7、33.7、43.7、57.7、77.7、1004．根據(jù)實驗時存儲的波形完成實驗報告。實驗報告要求1．寫出被測環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并畫出相應的模擬電路圖。2．把實驗測得的數(shù)據(jù)和理論計算數(shù)據(jù)列表，繪出它們的Bode圖，并分析實測的Bode圖產(chǎn)生誤差的原因。實驗思考題1．在實驗中如何選擇輸入正弦信號的幅值？2．用示波器測試相頻特性時，若把信號發(fā)生器的正弦信號送入Y軸，被測系統(tǒng)的輸出信號送至X軸，則根據(jù)橢圓