信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

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1、《信號(hào)與系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書適用專業(yè)：電子信息工程電子科學(xué)與技術(shù)電氣工程及其自動(dòng)化撰寫人：李美蓮審核人：趙守忠安徽三聯(lián)學(xué)院信息與通信技術(shù)系二00八年七月43目錄實(shí)驗(yàn)一階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)…………………………………3實(shí)驗(yàn)二連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬…………………………………7實(shí)驗(yàn)三有源無(wú)源濾波器………………………………………12實(shí)驗(yàn)四抽樣定理與信號(hào)恢復(fù)…………………………………20實(shí)驗(yàn)五二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡的顯示……………………………27實(shí)驗(yàn)六矩形脈沖信號(hào)的分解…………………………………32實(shí)驗(yàn)七矩形脈沖信號(hào)的合成…………………………………37實(shí)驗(yàn)八二階電

2、路的暫態(tài)響應(yīng)…………………………………39實(shí)驗(yàn)九數(shù)字濾波器……………………………………………4343實(shí)驗(yàn)一階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求：必做一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.觀察和測(cè)量RLC串聯(lián)電路的階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的波形和有關(guān)參數(shù)，并研究其電路元件參數(shù)變化對(duì)響應(yīng)狀態(tài)的影響；2.掌握有關(guān)信號(hào)時(shí)域的測(cè)量方法。二、基本原理：實(shí)驗(yàn)如圖1-1所示為RLC串聯(lián)電路的階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的電路連接圖，圖1-1（a）為階躍響應(yīng)電路連接示意圖；圖1-1（b）為沖激響應(yīng)電路連接示意圖。1TP906P914P915信號(hào)源C2L1W902方波

3、信號(hào)0.1μ10mH10KΩ圖1-1(a)階躍響應(yīng)電路連接示意圖產(chǎn)生沖激信號(hào)1TP9061TP913P912信號(hào)源C2L1W902C1方波信號(hào)0.1μ10mH10KΩR11KΩ圖1-1(b)沖激響應(yīng)電路連接示意圖其響應(yīng)有以下三種狀態(tài)：（1）當(dāng)電阻R＞2時(shí)，稱過(guò)阻尼狀態(tài)；（2）當(dāng)電阻R=2時(shí)，稱臨界狀態(tài)；（3）當(dāng)電阻R＜2時(shí)，稱欠阻尼狀態(tài)?，F(xiàn)將階躍響應(yīng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)定義如下：上升時(shí)間：y(t)從0到第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值y（∞）所需的時(shí)間。43峰值時(shí)間：y(t)從0上升到所需的時(shí)間。調(diào)節(jié)時(shí)間：y(t)的振蕩包絡(luò)線進(jìn)入到穩(wěn)態(tài)值的%誤差范圍所需的時(shí)間。

4、最大超調(diào)量δ：圖1-1(c)沖激響應(yīng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)示意圖沖激信號(hào)是階躍信號(hào)的導(dǎo)數(shù)，所以對(duì)線性時(shí)不變電路沖激響應(yīng)也是階躍響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)。為了便于用示波器觀察響應(yīng)波形，實(shí)驗(yàn)用中用周期方波代替階躍信號(hào)。而用周期方波通過(guò)微分電路后得到的尖頂脈沖代替沖激信號(hào)。一、需用器件與單元：1.雙蹤示波器1臺(tái)2.信號(hào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)步驟：1.階躍響應(yīng)波形觀察與參數(shù)測(cè)量設(shè)激勵(lì)信號(hào)為方波，其幅度為1.5V，頻率為500Hz。實(shí)驗(yàn)電路連接圖如圖1-1（a）所示。①連接P702與P914,P702與P101。(P101為毫伏表信號(hào)輸入插孔).②J702置于“脈沖”，撥動(dòng)

5、開(kāi)關(guān)K701選擇“脈沖”；③按動(dòng)S701按鈕,使頻率f=500Hz，調(diào)節(jié)W701幅度旋鈕，使信號(hào)幅度為1.5V。（注意：實(shí)驗(yàn)中，在調(diào)整信號(hào)源的輸出信號(hào)的參數(shù)時(shí)，需連接上負(fù)載后調(diào)節(jié)）④示波器CH1接于TP906，調(diào)整W902，使電路分別工作于欠阻尼、臨界和過(guò)阻尼三種狀態(tài)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格1—1中。43⑤TP702為輸入信號(hào)波形的測(cè)量點(diǎn)，可把示波器的CH2接于TP702上，便于波形比較。表1—1狀態(tài)參數(shù)測(cè)量欠阻尼狀態(tài)臨界狀態(tài)過(guò)阻尼狀態(tài)參數(shù)測(cè)量R波形觀察注：描繪波形要使三種狀態(tài)的X軸坐標(biāo)（掃描時(shí)間）一致。2

6、.沖激響應(yīng)的波形觀察沖激信號(hào)是由階躍信號(hào)經(jīng)過(guò)微分電路而得到。實(shí)驗(yàn)電路如圖1—1（b）所示。①P702與P912,P702與P101；（頻率與幅度不變）②將示波器的CH1接于TP913，觀察經(jīng)微分后響應(yīng)波形（等效為沖激激勵(lì)信號(hào)）；③連接P913與P914④將示波器的CH2接于TP906，調(diào)整W902,使電路分別工作于欠阻尼、臨界和過(guò)阻尼三種狀態(tài)⑤觀察TP906端三種狀態(tài)波形，并填于表1—2中。表1—243欠阻尼狀態(tài)臨界狀態(tài)過(guò)阻尼狀態(tài)激勵(lì)波形響應(yīng)波形表中的激勵(lì)波形為在測(cè)量點(diǎn)TP913觀測(cè)到的波形（沖激激勵(lì)信號(hào)）。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1.描繪同

7、樣時(shí)間軸階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的輸入、輸出電壓波形時(shí)，要標(biāo)明信號(hào)幅度A、周期T、方波脈寬T1以及微分電路的τ值。2.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明電路參數(shù)變化對(duì)狀態(tài)的影響。備注：任何一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)阻尼增加到一定程度時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)是非周期性的，物體的振動(dòng)連一次都不能完成，只是慢慢地回到平衡位置就停止了。當(dāng)阻力使振動(dòng)物體剛能不作周期性振動(dòng)而又能最快地回到平衡位置的情況，稱“臨界阻尼”。若阻尼再增大，系統(tǒng)則需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到平衡位置，則過(guò)阻尼，若所受阻尼較小，則要振動(dòng)很多次，振幅則在逐漸減小，最后才能達(dá)到平衡狀態(tài)，則欠阻尼。43實(shí)驗(yàn)二連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬一

8、、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解基本運(yùn)算器——加法器、標(biāo)量乘法器和積分器的電路結(jié)構(gòu)和運(yùn)算功能；2.掌握用基本運(yùn)算單元模擬連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理說(shuō)明1.線性系統(tǒng)的模擬系統(tǒng)的模擬就是用由基本運(yùn)算單元組成的模擬裝置來(lái)