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1、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 2时，称过阻尼状态；2、 当电阻R = 2时，称临界状态；640欧3、 当电阻R 2时，称欠阻尼状态。P905 TP908P906TPGNDR902 1KQW90210 KQ10mH rwvL902TP905 P903TP906 P904C903 千100F图1-1TP909VATPGND冲激信号是阶跃信号的导
2、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。阶跃响应三、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1.0V有效值，频率为500Hz。 根据图11所示，将信号源输出端TP701与RLC串联电路的输入端P905 连接。 示波器CH1接于TP701 ,通过观察示波器调整激励信号源为方波（将J701 设置于“ SQU）；调节W705频率旋钮，使其频率f=500Hz ；调节W701幅度旋钮, 使信号幅度为1.0V （有效值）。注意：在调整信号源的输出参数时
3、，应当连接上负载后再进行调节。 将示波器CH1接于RLC串联电路的输出端TP909，调整W902，通过观察 示波器的输出波形使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将对应 的实验数据填入表格11中。表11、状态参数测量、欠阻尼状态临界状态过阻尼状态参数测量R欧（理论计算值）tr =毫秒波形观察注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致；各个测量参数的含义见附录中的说明。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11所示。 将信号源输出端TP701接于P903。（方波信号的频率与幅度不变）； 将示波器CH1接于TP906 ,观察经微分后响应波形（等
4、效为冲激激励信号）； 连接P904与P905 ； 将示波器CH1接于RLC串联电路的输出端TP909，调整W902，通过观察 示波器的输出波形使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将对应 的实验波形填入表格12中。表1 2欠阻尼状态临界状态过阻尼状态激励波形响应波形测试条件应对应表1-1的条件。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、方波脉宽七以及微分电路的T值。2、分析实验结果，说明电路参数变化对状态的影响。五、实验设备双踪示波器1台信号系统实验箱1台a y(t)图1-2附录：阶跃响应的动态指标现将阶跃响应的动态指标定义如下：上升时间tr : y ( t )从0到第一次达到1所需的时间。峰值时间% : y( t)从0上升到ymax所需的时间。调节时间七：y( t)的振荡包络线进入到稳态值的士 5%误差范围所需的时间。 最大超调量5 :5 = maxI) X 100%y ()t r tp
