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阶跃响应与冲激响应--信号与系统实验箱
发布时间:2017-06-15 点击次数:
一、实验目的
1、观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数,并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响;
2、掌握有关信号时域的测量方法。
二、实验原理说明
实验如图1-1所示为RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图,图1-1(a)为阶跃响应电路连接示意图;图1-1(b)为冲激响应电路连接示意图。

图1-1(a)阶跃响应电路连接示意图

图1-1(b)冲激响应电路连接示意图
其响应有以下三种状态:
(1)当电阻R> 2 时,称过阻尼状态;
(2)当电阻R> 2 时,称临界状态;
(3)当电阻R> 2 时,称欠阻尼状态。
冲激信号是阶跃信号的导数,所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导数。为了便于用示波器观察响应波形,实验中采用周期方波代替阶跃信号。而采用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。
三、实验内容
1、阶跃响应波形观察与参数测量
设激励信号为方波,其幅度为1.5V(峰值),频率为500Hz。
实验电路连接图如图1-1(a)所示。
①连接函数发生器 H701 与 P103。
②调整激励信号源为方波(将SW703、SW702设置于“方波”位置),调节频率旋钮,使f=500Hz,调节幅度旋钮,使信号幅度为1.5V。(注意:实验中,在调整函数发生器的输出信号的参数时,需连接上负载后调节。)
③示波器CH1接于TP104,调整10K电位器,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态,并将实验数据填入表格1-1中。
④TP103为输入信号波形的测量点,可把示波器的CH2接于TP103上,便于波形比较。
表1-1

注:描绘波形,要使三种状态的X轴坐标(扫描时间)一致。
2、冲激响应的波形观察
冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。
实验电路如图1-1(b)所示。
①将信号输入H701接于P101。(频率与幅度不变);
②将示波器的CH1接于TP102,观察经微分后的响应波形(等效为冲激激励信号);
③连接P102与P103;
④将示波器的CH2接于TP104,调整10K电位器,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态下;
⑤观察TP104端三种状态下的输出波形,并填于1-2中。
表1-2

表中的激励波形为在测量点TP102观测到的波形(冲激激励信号)。
四、实验报告要求
1、描绘同样时间轴阶跃响应与冲激响应的输入、输出电压波形时,要标明信号幅度A、周期T、方波脉宽T1以及微分电路的τ值。
2、分析实验结果,说明电路参数变化对状态的影响。
五、实验设备
1、双踪示波器1台
2、YUY-XH3信号与系统实验箱1台
电话:
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手机:
15216837090