連續(xù)系統(tǒng)幅頻特性

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三：連續(xù)系統(tǒng)的幅頻特性一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：連續(xù)系統(tǒng)的幅頻特性測(cè)量二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)：目的：使學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的頻率特性有深入了解。任務(wù)：記錄不同頻率正弦波通過低通、帶通濾波器的響應(yīng)波形，測(cè)量其幅度，擬合出頻率響應(yīng)的幅度特性；分析兩個(gè)濾波器的截止頻率。三、實(shí)驗(yàn)原理：正弦波信號(hào)x(t)二Acos(?t)輸入連續(xù)LTI系統(tǒng)，輸出y(t)仍為正弦波信號(hào)。0x(t) y(t)—?H(j?)圖3.3-1信號(hào)輸入連續(xù)LTI系統(tǒng)圖3.3-1中，y(t)=AH(j?)|cos@t+ZH(j?))000通過測(cè)量輸入x(t)、輸出y(t)的正弦波信號(hào)幅度，計(jì)算輸入、輸出的正弦波信號(hào)幅度比值，可以得到系統(tǒng)的幅頻特性在?處的測(cè)量值H(j?)1。改變?可010'0以測(cè)出不同頻率處的系統(tǒng)幅頻特性。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容打開PC機(jī)端軟件SSP.EXE,在下拉菜單“實(shí)驗(yàn)選擇”中選擇“實(shí)驗(yàn)三”；使用串口電纜連接計(jì)算機(jī)串口和實(shí)驗(yàn)箱串口，打開實(shí)驗(yàn)箱電源。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一)、低通濾波器的幅頻特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)步驟：1、 信號(hào)選擇：按實(shí)驗(yàn)箱鍵盤“3”選擇“正弦波”，再按“＋”或“－”依次選擇表3.1中一個(gè)頻率。2、 連接接口區(qū)的“輸入信號(hào)1”和“輸出信號(hào)”，如圖3.3-2所示。點(diǎn)擊SSP

軟件界面上的接收輸入數(shù)斜按鈕,觀察輸入正弦波。將正弦波頻率值和幅度值（Vpp/2,Vpp為峰-峰值）記錄于表3.3-1。■接r V |口輸入信號(hào)1輸入信號(hào)2輸出信號(hào)采樣信號(hào)備用備用區(qū)0OOOOOI圖3.3-2觀察輸入正弦波的連線示意圖3、按圖3.3-3的模塊連線示意圖連接各模塊。接口輸入信號(hào)1輸入信號(hào)2輸岀信號(hào)采樣信號(hào)備用備用丿E輸入低通濾波器U11輸岀\__yS11S12圖3.3-3實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）模塊連線示意圖4、 點(diǎn)擊SSP軟件界面上的接收輸岀數(shù)據(jù)I按鈕,觀察輸入正弦波通過連續(xù)系統(tǒng)的響應(yīng)波形;適當(dāng)調(diào)整X、Y軸的分辨率可得到如圖3.3-4所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。將輸出正弦波的幅度值（Vpp/2,Vpp為峰-峰值）記錄于表3.3-1。5、 重復(fù)步驟1~4,依次改變正弦波的頻率,記錄輸入正弦波的幅度值和響應(yīng)波形的幅度值于表3.3-1。測(cè)量表3.3-1頻率(kHz)0.10.20.611.41.82.22.633.43.84.24.65輸入幅度（V）2.032.0722.062.11.992.032.122.132.042.052.0422.01輸出幅度（V）1.51.51.491.451.271.20.990.880.750.650.50.370.370.31輸出/輸入幅度比值H0.740.720.750.700.600.600.490.420.350.320.240.180.190.15實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（二）、帶通濾波器的幅頻特性實(shí)驗(yàn)步驟：

重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）的實(shí)驗(yàn)步驟1~5。注意在第3步按圖3.3-5的模塊連線示意圖連接各模塊。將輸入正弦波頻率值、幅度值和響應(yīng)波形的幅度值記錄于表3.3-2。表3.3-2頻率（kHz）0.10.20.611.41.82.22.633.43.84.24.65輸入幅度（V）2.032.0722.062.11.992.032.122.132.042.052.0422.01輸出幅度（V）000.731.531.51.31.030.90.730.660.480.390.340.31輸出/輸入幅度比值H0.000.000.370.740.710.650.510.420.340.320.230.190.170.15思考問題：（1）將表3.3-1、3.3-2的輸出/輸入的幅度比值H數(shù)據(jù)用橫座標(biāo)（頻率）、縱座標(biāo)（幅度比值H）描繪出來，可以擬合出兩條光滑曲線，它們說明兩個(gè)系統(tǒng)的幅頻

C CL5 1 -,E 2 2.5 3 3.5 1 4.5 5頻和HzH曲線3.3-23.3-1中是低通濾波器的特性曲線，只頻段較低的信號(hào)可以較完好的通過，而濾去了中頻段和高頻段的信號(hào)，因此當(dāng)信號(hào)頻段低是，H較大且接近1,當(dāng)信號(hào)頻段較高時(shí)，H較小。3.3-2是帶通濾波器的特性曲線，只有頻段處于一定中間位置的信號(hào)才可較完好地通過，而低頻高頻信號(hào)均被濾走，因此當(dāng)頻段過低時(shí)，H=0,當(dāng)頻段處于可通過帶時(shí)，H較大且接近1，當(dāng)頻段較高時(shí)，H接近0.（2）為什么實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（二）中，低通濾波器與高通濾波器串聯(lián)會(huì)得到帶通濾波器？當(dāng)信號(hào)通過低通濾波器之后，高頻段的信號(hào)會(huì)被篩選，中高頻段的信號(hào)可以較完好地通過，此時(shí)信號(hào)再經(jīng)過高通濾波器，低頻段的信號(hào)也被篩選，只有中頻段的信號(hào)可以較完好通過，通過這種方式達(dá)到了帶通濾波器的效果。五、項(xiàng)目需用