實驗二--階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)(有數(shù)據(jù))

1、實驗二階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)一. 實驗?zāi)康?、觀察和測量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)變化對響應(yīng)狀態(tài)的影響；2、掌握右關(guān)信號時域的測量分析方法。二、實驗儀器1、信號源及頻率計模塊S2 1塊2、模塊一 S51塊3、數(shù)字萬用表1臺4、雙蹤示波器1臺三、實驗原理以單位沖激信號5(。作為鼓勵，LTI連續(xù)系統(tǒng)產(chǎn)生的零狀態(tài)響應(yīng)稱為單位沖激響應(yīng)，簡稱沖激響應(yīng)，記為h(t) o沖激響應(yīng)示意圖如圖2-1：圖2-1沖激響應(yīng)示總圖以單位階躍信號“(/)作為鼓勵，LTI連續(xù)系統(tǒng)產(chǎn)生的零狀態(tài)響應(yīng)稱為單位階躍響 應(yīng)，簡稱階躍響應(yīng)，記為g(t)。階躍響應(yīng)示意圖如圖2-2：圖2-2階躍響

2、應(yīng)示意圖階躍鼓勵與階躍響應(yīng)的關(guān)系簡單地表示為：g (/) = /“(/)或者 u(t) g(t)如圖2-3所示為RLC串聯(lián)電路的階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)實驗電路圖，其響應(yīng)冇以下三種狀態(tài):1、當(dāng)電阻R2時，稱過阻尼狀態(tài):2、當(dāng)電陰R3、時，稱臨界狀態(tài):圖2-3(a)階躍響應(yīng)電路連接示童圖WI10KTPI 0 C3 F IIIZJU ITP12P12lOmHR51KTP14S4GND圖2-3 (b)沖激響應(yīng)電路連接示總圖沖激信號是階躍信號的導(dǎo)數(shù)，即g(。二Jo_/7(Cd，所以對線性時不變電路沖 激響應(yīng)也足階躍響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)。為了便于用示波器觀察響應(yīng)波形，實驗中用周期方波代 替階躍信號。而用周期方波通過微分

3、電路后得到的尖頂脈沖代替沖激信號。四. 實驗內(nèi)容1、階躍響應(yīng)實驗波形觀察與參數(shù)測量設(shè)鼓勵信號為方波，頻率為500Hz0實驗電路連接圖如圖2-3 (a)所示。 調(diào)整鼓勵信號源為方波(叩從S2模塊中的P2端II引出方波信號)；調(diào)節(jié)頻率 調(diào)節(jié)旋鈕R0L1,使頻率計示數(shù)f=500Hzo 連接S2模塊的方波信號輸出端P2至S5模塊中的P12o 示波器CH1接于TP14,調(diào)整W1,使電路分別工作于欠阻尼、臨界和過阻尼三種狀態(tài)，觀察各種狀態(tài)下的輸出波形，用萬用表測量與波形對應(yīng)的P12和P13兩點間 的電阻值測最時應(yīng)斷開電源，并將實驗數(shù)據(jù)填入表格2-1中。 TP12為輸入信號波形的測量點，可把示波器的CH2接

4、于TP12上，便丁波形比 較。1欠阻尼狀態(tài)CH2Fd M Ros： 0.00 cs2臨界狀態(tài)Wd MPob?OXb(X?注：描繪波形要使三種狀態(tài)的X軸坐標(biāo)掃描時間一致。2、沖激響應(yīng)的波形觀察沖激信號是由階躍信號經(jīng)過微分電路而得到。實驗電路如圖2-3 b所示。 將信號輸入接于PlOo 輸入信號頻率與幅度不變； 將示波器的CH1接T- TP11,觀察經(jīng)微分后響應(yīng)波形等效為沖激鼓勵信號； 連接P11與P12o 將示波器的CH2接于TP14,調(diào)整W1,使電路分別工作于欠阻尼、臨界和過阻尼 三種狀態(tài)。 觀察電路處于以上三種狀態(tài)時鼓勵信號與響應(yīng)信號的波形，并填于表2-2中1欠阻尼狀態(tài)2臨界狀態(tài)表中的鼓勵信號波形為測最點TP11處觀測到的波形沖激鼓勵信號。響應(yīng)信號波形為TP14處觀察到的波形。3、理論值與實際值得比擬L二10mHR = 2有公式得實際值:五. 小結(jié)從該實驗中，讓我懂得了示波器的用法，把理論與實踐結(jié)合起來，更加熟悉掌握有關(guān) 信號時域的測量方法。零輸入響應(yīng),沒有外加鼓勵信號的作用，只由起始狀態(tài)起始時刻系 統(tǒng)儲能所產(chǎn)生的響應(yīng)。零狀態(tài)響應(yīng)，不考慮原始時刻系統(tǒng)儲能的作用起始狀態(tài)等于零， 由系統(tǒng)的外加鼓勵信