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1、word深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称： 信号与系统 实验项目名称： 一阶、二阶系统的幅频特性测试实验 学院： 信息工程 专业： 通信工程 指导教师： 报告人：学号： 班级： 实验时间： 实验报告提交时间：教务部制一、实验目的与要求：1、学会利用根本的运算电路单元，搭建一些简单的实验系统。2、学会测试系统的频率响应的方法。3、了解一阶、二阶系统的阶跃响应特性。二、实验仪器1、信号与系统实验箱一台主板。2、线性系统综合设计性模块一块。3、20M双踪示波器一台。三、实验原理1、根本运算单元 1比例放大1反相数乘器由: 如此有：2同相数乘器由： 如此有：2积分微分器1积分器：由： 如此有：
2、 2微分器：由： 如此有： 3加法器1反向加法器有： 2正向加法器 由： 如此有 2、N阶系统系统根据零状态响应起始状态为零，如此对其进展拉氏变换有：如此其传函数可表达为：3、作为一阶系统，一般可表达为： 一阶系统是构成复杂系统的根本单元，学习一阶的特点有助于对一般系统特性的了解。本实验提供搭建的电路为图7-1图7-1 一阶系统分析其传递函数表示为：其中 , 如此系统的频响特性为： 在搭建时要进展元件的参数的合理设计，实验中可以改变其参数，或者根据其传递函数，设计出其它的一阶网络系统。4、作为二阶系统，其一般可表达为： 在一阶系统的根底上，它又多了一个系统极点，本实验提供搭建的电路如如下图7-
3、2：图7-2 二阶系统分析其传递函数表示为： 其中 与标准的二阶系统比拟：如此有：为无阻尼自然频率，为二阶系统的阻尼系数。通过改变图7-2中的电阻，即可改变系统的阻尼系数。在搭建时要进展元件的参数的合理设计，实验中可以改变其参数，或者根据其传递函数，设计出其它的二阶阶网络系统。四、实验容：1、一阶系统的频响测试。1把线性系统综合分析模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入和主板上的电源看清标识，防止接错，带保护电路，并打开此模块的电源开关。2推荐电路的参数如下可以根据计算，选择元件参数：，。按照提供的电路和元件参数，搭建一阶系统电路。 3打开函数信号发生器的电源开关，使其输出一正弦信号，频率
4、为Hz左右，峰峰值为5，使其输入到搭建电路的输入端，在保持其幅度不变的情况下，改变其输入信号的频率以100 Hz一个步进，测试系统的幅频特性和相频特性。 4把输入的正弦信号改成方波信号，观察系统的阶跃响应。2、二阶系统的频响测试。 1推荐电路参数如下可以根据计算，选择元件参数：，。其中的参数可以进展选择，可以为等(其中两个同时改变，改变相应参数，结果将有所不同)，按照上述参数和电路搭建电路。2从函数信号发生器产生一方波信号，频率为，p-p值为5，用示波器观察系统的阶跃响应。五、数据记录：1、一阶系统的频响测试：f/HZ100200300400500600700Vpp1(v)Vpp2xmsms
5、f/HZ8009001kVpp1(v)Vpp2960mv880mv688mv600mv536mv480mvx880us760us660us584us528us464us408us f/HZ2k3k4k5k6k7k8kVpp1(v)Vpp2416mv284mv210mv178mv148mv128mv116mvx360us232us180us144us124us106us f/HZ9k10kVpp1(v)Vpp2104mv92mvx2、二阶系统的频响测试： Rr=2K f/HZ1005001k2k3kVpp1(v)5555555Vpp2x10.0ms832us666us562us468us f/H
6、Z4k5k6KVpp1(v)5555555Vpp2882mv700mv562mv468mv386mv338mvx410us110us98us92us86us78us76us f/HZ7K8K9k10kVpp1(v)5555555Vpp2280mv248mv246mv200mv186mv162mv146mvx72s64s62s58us52us48us46s 六、数据分析1、一阶系统的频响测试。1输入为方波信号的阶跃响应2输入为正弦信号是的幅频特性、相频特性一阶系统相频特性一阶系统幅频特性2、二阶系统的频响测试。 二阶系统相频特性二阶系统幅频特性六、实验结论：1、在一阶系统的频响测试中，其幅频特性
7、是随着频率的增加，其输出幅度先迅速下降，缓慢下降，最后趋向于零；其相频特性是随着频率的增加，其输出信号与原信号的相位差先迅速下降，再缓慢下降，最后趋向于75度；2、在二阶系统的频响测试中，其幅频特性是随着频率的增加，其输出幅度先从6V缓慢下降，最后趋向于零；其相频特性是随着频率的增加，其输出信号与原信号的相位差先线性增长，再缓慢增加，最后趋向于160度；3、一阶系统的输入信号为正弦波，其阶跃响应输出信号为正弦波；4、二阶系统的输入信号为方波，其阶跃响应输出信号随输入信号频率不同而不同，当频率低的时候，输出信号呈方波；当输入频率高的时候，输出信号呈三角波。指导教师批阅意见：成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日备注：注：1、报告的项目或容设置，可根据实际情况加以调整和补充。 2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日。 /
