信号与系统一阶二阶系统的幅频特性测试实验
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
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
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
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
RUUU2112由: 则有: U,,,,2RRR112
2)同相数乘器
UUU(R，R)33454由: 则有: ,U,4RR，RR4445(2)积分微分器
RUU1221)积分器:由: ,, 则有: UU,, 211RRsRC(1)，1121//R2sC1
UU34,,UURCs,,2)微分器:由: 则有: 43111R1
sC1
(3)加法器
1)反向加法器
UU01有:U,,R， ()23RR12
2)正向加法器
UUU,34，，,,,RRRRR，RUU*(),34667834 由: 则有 U,，(),5UURRR5,734,,,RR，R778,
2、N阶系统系统
nn,1ddd()()()()，，，，,CytCytCytCyt011nn,nn,1dtdtdt mm,1ddd()()()()，，，，ExtExtExtExt011mm,mm,1dtdtdt
根据零状态响应(起始状态为零)，则对其进行拉氏变换有:
nn,1CsYsCsYsCsYsCYs()()()()，，，，,011nn, mm,1EsXsEsXsEsXsEXs()()()()，，，，011mm,则其传
函数
excel方差函数excelsd函数已知函数 2 f x m x mx m 2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载
可
表
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达为:
mm-1EEEEsss，，，，Y(s)01-1mm H(s),,nn-1XCCCC(s)sss，，，，01-1nn3、作为一阶系统，一般可表达为:
EsE，01 Hs(),CsC，01
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:
H0Hs(), 1，sT
R2其中 , H,,T,RC021R1
则系统的频响特性为:
H0 Hj(),,1，jT,
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:
2EsEsE，，012 Hs(),2CsCsC，，012
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
K
TT12Hs(),其传递函数表示为: K2sTs，，1TT12
R1其中 T,RCT,RCK,111222Rx
与标准的二阶系统比较:
2,nHs(), 22ss，，2,,,nn
,K,,,nTT12,则有: ,T,2,,,TK41,
,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R，,nx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):，R,R,10K12C,103(104)或。按照提供的电路和元件参数，搭建一阶系统电路。 1
1K (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。
R,R,R,R,10K (1)推荐电路参数如下(可以根据计算，选择元件参数):，1223
R,2K、22K、33K。其中的参数可以进行选择，可以为等(其C,103,C,473Rx12x
R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。 x
200Hz (2)从函数信号发生器产生一方波信号，频率为，p-p值为5V，用示波器观察系统的阶跃响应。
深圳大学学生实验报告用纸
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。
浙公网安备 33021202002483