實(shí)驗(yàn)二階躍響應(yīng)及沖激響應(yīng)有數(shù)據(jù)

1、-. z.實(shí)驗(yàn)二 階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、觀察和測(cè)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(duì)響應(yīng)狀態(tài)的影響；2、掌握有關(guān)信號(hào)時(shí)域的測(cè)量分析方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源及頻率計(jì)模塊S2 1塊2、模塊一S5 1塊3、數(shù)字萬(wàn)用表 1臺(tái)4、雙蹤示波器 1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理以單位沖激信號(hào)作為鼓勵(lì)，LTI連續(xù)系統(tǒng)產(chǎn)生的零狀態(tài)響應(yīng)稱(chēng)為單位沖激響應(yīng)，簡(jiǎn)稱(chēng)沖激響應(yīng)，記為。沖激響應(yīng)示意圖如圖2-1：圖2-1沖激響應(yīng)示意圖以單位階躍信號(hào)作為鼓勵(lì)，LTI連續(xù)系統(tǒng)產(chǎn)生的零狀態(tài)響應(yīng)稱(chēng)為單位階躍響應(yīng)，簡(jiǎn)稱(chēng)階躍響應(yīng)，記為 。階躍響應(yīng)示意圖如圖2-2：圖2-2階躍響應(yīng)示意圖階躍鼓勵(lì)與

2、階躍響應(yīng)的關(guān)系簡(jiǎn)單地表示為： 或者 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(shí)驗(yàn)電路圖，其響應(yīng)有以下三種狀態(tài)：1、當(dāng)電阻R2 EQ R(, EQ F(L,C) ) 時(shí)，稱(chēng)過(guò)阻尼狀態(tài)；2、當(dāng)電阻R = 2 EQ R(, EQ F(L,C) ) 時(shí)，稱(chēng)臨界狀態(tài)； 3、當(dāng)電阻R2 EQ R(, EQ F(L,C) ) 時(shí)，稱(chēng)欠阻尼狀態(tài)。圖2-3(a) 階躍響應(yīng)電路連接示意圖圖2-3(b) 沖激響應(yīng)電路連接示意圖沖激信號(hào)是階躍信號(hào)的導(dǎo)數(shù)，即，所以對(duì)線性時(shí)不變電路沖激響應(yīng)也是階躍響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)。為了便于用示波器觀察響應(yīng)波形，實(shí)驗(yàn)中用周期方波代替階躍信號(hào)。而用周期方波通過(guò)微分電路后得到的尖頂脈沖代替

3、沖激信號(hào)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)波形觀察與參數(shù)測(cè)量設(shè)鼓勵(lì)信號(hào)為方波，頻率為500Hz。實(shí)驗(yàn)電路連接圖如圖2-3a所示。 = 1 * GB3 調(diào)整鼓勵(lì)信號(hào)源為方波即從S2模塊中的P2端口引出方波信號(hào)；調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)旋鈕ROL1，使頻率計(jì)示數(shù)f=500Hz。 = 2 * GB3 連接S2模塊的方波信號(hào)輸出端P2至S5模塊中的P12。 = 3 * GB3 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(guò)阻尼三種狀態(tài)，觀察各種狀態(tài)下的輸出波形，用萬(wàn)用表測(cè)量與波形對(duì)應(yīng)的P12和P13兩點(diǎn)間的電阻值測(cè)量時(shí)應(yīng)斷開(kāi)電源，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格2-1中。TP12為輸入信號(hào)波形的測(cè)量點(diǎn)，可把

4、示波器的CH2接于TP12上，便于波形比擬。欠阻尼狀態(tài)R=0.298R=1.216臨界狀態(tài)R=2.23過(guò)阻尼狀態(tài)R=3.20R=4.75注：描繪波形要使三種狀態(tài)的*軸坐標(biāo)掃描時(shí)間一致。2、沖激響應(yīng)的波形觀察沖激信號(hào)是由階躍信號(hào)經(jīng)過(guò)微分電路而得到。實(shí)驗(yàn)電路如圖2-3b所示。 = 1 * GB3 將信號(hào)輸入接于P10。輸入信號(hào)頻率與幅度不變； = 2 * GB3 將示波器的CH1接于TP11，觀察經(jīng)微分后響應(yīng)波形等效為沖激鼓勵(lì)信號(hào)； = 3 * GB3 連接P11與P12。 = 4 * GB3 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(guò)阻尼三種狀態(tài)。 = 5 * GB

5、3 觀察電路處于以上三種狀態(tài)時(shí)鼓勵(lì)信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)的波形，并填于表2-2中。欠阻尼狀態(tài)R=164.5R=534臨界狀態(tài)R=1.974過(guò)阻尼狀態(tài)R=3.36R=4.18表中的鼓勵(lì)信號(hào)波形為測(cè)量點(diǎn)TP11處觀測(cè)到的波形沖激鼓勵(lì)信號(hào)。響應(yīng)信號(hào)波形為T(mén)P14處觀察到的波形。理論值與實(shí)際值得比擬理論值： 通過(guò)測(cè)量得電容 C=0.104uF L=10mH 有公式 R = 2 EQ R(, EQ F(L,C) ) 得 實(shí)際值：五、小結(jié)從該實(shí)驗(yàn)中，讓我懂得了示波器的用法，把理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，更加熟悉掌握有關(guān)信號(hào)時(shí)域的測(cè)量方法。零輸入響應(yīng),沒(méi)有外加鼓勵(lì)信號(hào)的作用，只由起始狀態(tài)起始時(shí)刻系統(tǒng)儲(chǔ)能所產(chǎn)生的響應(yīng)。 零狀態(tài)響應(yīng),不考慮原始時(shí)刻系統(tǒng)儲(chǔ)能的作用起始狀態(tài)等于零，由系統(tǒng)