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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划阶跃响应与冲激响应实验报告实验一阶跃响应与冲激响应一、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11所示为RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应，其响应有以下三种状态：1.当电阻R?2L时，称过阻尼状态；2.当电阻R?2L时，称临界状态；3.当电阻R?2C时，称欠阻尼状态。C2UoUoGND图1-1实验电路GND(a)微分电路(b)RLC被测电路冲激信号是阶跃
2、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，实验用中用周期方波代替阶跃信号。而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，其幅度为有效值，频率为500Hz。1）根据图1-1所示，将信号发生器输出端与RLC串联电路的输入端连接，如图1-2所示。注意：考虑实际电路中内阻的影响，在信号发生器一端接入一电阻RS?100?。2）示波器A通道接于RLC电路的输入端，通过示波器观察调整激励信号为周期方波，如图1-2所示。注意：在调整信号发生器的输出参数时，应当连接上负载后，通过示波器观察RLC电
3、路的输入端满足激励的要求进行调节。3）将示波器B通道接于RLC电路的输出端，如图1-2所示。4）由R?2C得，R=632?。R1?R-RS?532?。即当R1?532?时为临界状态；R1?532?时为欠阻尼状态；R1?532?时为过阻尼状态。调整R1的参数值为欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并通过示波器的输出端分别观察电路工作于三个状态时所对应输出波形，并将对应的实验数据填入表格1-1中。注意：每一次元件参数调整后，都需要重新仿真开关。图1-2阶跃响应仿真测量电路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。方波信号的频率与幅度不变，得到等效为冲激激励信号。实验电路如图1-1所示
4、。1）将信号发生器输出端与微分电路输入端连接。如图1-3所示。注意：考虑实际电路中内阻的影响，在信号发生器一端接入一电阻。2）将示波器A通道接于RLC电路的输入端，通过示波器观察调整激励信号为周期冲激信号，如图1-3所示。注意：在调整信号发生器的输出参数时，应当连接上负载后，通过示波器观察RLC电路的输入端满足激励的要求进行调节。3）将示波器B通道接于RLC电路的输出端，如图1-3所示。4）根据调整R1的参数值，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，通过观察示波器的输出波形并将对应的实验波形填入表格1-2中。图1-3冲激响应仿真测量电路表1-1注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标一致；各
5、个测量参数的含义见附录中的说明。表1-2测试条件应对应表1-1的条件。实验数据1.阶跃响应欠阻尼状态tr?tp?ts?临界状态过阻尼状态tr?2.冲激响应欠阻尼状态临界状态过阻尼状态注意：在调节冲激响应的临界状态时，应先在阶跃响应的电路中调节出临界状态，保持电阻不变，改变输出端和输入端接线柱。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.计算机1台2.Multisim软件1套3.虚拟信号发生器1台4.虚拟双通道示波器1台六、思考题在冲激响应测量中
6、，直接用虚拟信号发生器代替图1-3中由微分电路产生的冲激时，应该如何设置虚拟信号发生器？调节信号发生器，使其发出脉冲信号，占空比足够小。七.实验总结1.通过这次试验，学会了使用示波器测量波形的参数和对实验箱的使用。串联电路阶跃响应和冲激响应分别有三种状态，当R?2C时为过阻尼状态，当R?2时为临界状态，当R?2C时为欠阻尼状态。心得体会：这是第一次做信号实验，老师要求仿真并验收，所以非常认真的对这次实验进行了仿真，在验收也得到了老师的认可，在做实验时也很快的大连理工大学本科实验报告课程名称：_信号与系统实验学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程班级：学号：学生姓名：XX年12月11日信号与
7、系统实验项目列表信号的频谱图SignalsFrequencySpectrum连续时间系统分析AnalysisforContinuous-timeSystem信号抽样SignalSampling离散时间LTI系统分析AnalysisforDiscrete-timeLTISystem语音信号的调制解调ModulationandDemodulationforAudioSignalsSimulink?模拟信号的调制解调ModulationandDemodulationforAnalogSignalsinSimulink?实验1信号的频谱图一、实验目的1.掌握周期信号的傅里叶级数展开；2.掌握周期信号的
8、有限项傅里叶级数逼近；3.掌握周期信号的频谱分析；4.掌握连续非周期信号的傅立叶变换；5.掌握傅立叶变换的性质。二、实战演练1.已知周期三角信号如下图1-5所示，试求出该信号的傅里叶级数，利用MATLAB编程实现其各次谐波的叠加，并验证其收敛性。解：调试程序如下：clccleart=-2:2;omega=pi;y=-(sawtooth(pi*t,)/2+)+1;plot(t,y),gridon;xlabel(t),ylabel(周期三角波信号);axis(-22-)n_max=;N=length(n_max);fork=1:Nn=1:2:n_max(k);c=n.2;运行结果如下：b=4./(
9、pi*pi*c);x=b*cos(omega*n*t)+;figure;plot(t,y,b);holdon;plot(t,x,r);holdoff;xlabel(t),ylabel(部分和的波形);axis(-22-);gridon;title(最大谐波=,num2str(n_max(k)end数t2.试用MATLAB分析上图中周期三角信号的频谱。当周期三角信号的周期和三角信号的宽度变化时，试观察其频谱的变化。解：调试程序如下：最大谐波数=1nw0?Fn?22T?nw08sin2n=-30:30;tao=1;T=10;w1=2*pi/T;c=n.2;x=n*pi*tao/(2*T);d=si
10、n(x);e=d.2;fn=8*e./(tao*c*4*pi*pi/T);subplot(412)stem(n*w1,fn),gridon;title(tao=1,T=10);holdonstem(0,);tao=1;T=1;w0=2*pi/T;c=n.2;x=n*pi*tao/(2*T);d=sin(x);e=d.2;fn=8*e./(tao*c*4*pi*pi/T);m=round(30*w1/w0);n1=-m:m;部分和的波形fn=fn(30-m+1:30+m+1);subplot(411)stem(n1*w0,fn),gridon;title(tao=1,T=1);holdonste
11、m(0,);tao=1;T=5;w2=2*pi/T;c=n.2;x=n*pi*tao/(2*T);d=sin(x);e=d.2;fn=8*e./(tao*c*4*pi*pi/T);m=round(30*w1/w2);n1=-m:m;fn=fn(30-m+1:30+m+1);subplot(413)stem(n1*w2,fn),gridon;title(tao=1,T=5);holdonstem(0,);成绩评定表课程设计任务书目录1引言.1入门.2介绍.23利用实现的设计.3求冲击响应和阶跃响应的基本原理：.3求冲击响应和阶跃响应的编程设计及实现.3利用MATLAB编程，完成相应的信号分析与处
12、理课题.4参考文献.61引言信号与系统课程是一门实用性较强、涉及面较广的专业基础课，该课程是将学生从电路分析的知识领域引入信号处理与传输领域的关键性课程,对后续专业课起着承上启下的作用。该课程的基本方法和理论大量应用于计算机信息处理的各个领域，特别是通信、数字语音处理、数字图像处理、数字信号分析等领域，应用甚广。近年来，计算机多媒体教序手段的运用逐步普及，大量优秀的科学计算和系统仿真软件不断涌现，为我们实现计算机辅助教学和学生上机实验提供了很好的平台。这里选择MATLAB语言作为辅助教学工具，借助MATLAB强大的计算能力和图形表现能力，将信号与系统中的概念、方法和相应的结果，以图形的形式直观
13、地展现给我们，大大的方便我们迅速掌握和理解老师上课教的有关信号与系统的知识。该课程的基本方法和理论大量应用于计算机信息处理的各个领域，特别是通信、数字语音处理、数字图像处理、数字信号分析等领域，应用甚广。掌握MATLAB软件的一些基本知识，通过MATLAB能够实现连续信号的表示及可视化，能够用MATLAB分析常用连续时间信号的时域特性，能够用MATLAB求连续系统的冲激阶跃响应，不管是在以后的学习，还在工作中都能够提供给我们很大的帮助，使复杂的连续时域信号的分析变得很简单，让人看了一目了然。此次课程设计能够用到MATLAB软件对连续系统时域分析进行仿真意义，具体要求如下：熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MATLAB函数；掌握连续时间信号的MATLAB产生
