实验二、频率特性的测试与分析

《实验二、频率特性的测试与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验二、频率特性的测试与分析一、实验目的１、掌握频率特性的测试原理及方法。２、根据开环系统的对数频率特性，确定系统组成环节的参数。３、进一步掌握电模拟方法。二、实验设备和仪器1、自动控制系统教学模拟机一台2、数字万用表一块3、TD4010型频率响应分析仪一台三、实验原理及方法１、概念：在XSinωt的作用下，线性定常系统的输出信号稳态分量Y（t）是和正弦输入信号同频率的正弦函数，其振幅Y与输入正弦信号的振幅X的比值是角频率ω的函数，它描述系统对不同频率的正弦输入信号在稳态情况下的衰减或放大特性。定义系统输出信号的稳态分量Y（t）对正弦输入信号X（t）的相移Φ为

2、该系统的相频特性，它描述系统的输出对不同频率的正弦输入信号在相位上产生的相角滞后和相角超前的特性。上述的幅频特性

3、G（jω）

4、和相频特性∠G(jω)统称为系统的频率特性，记为：频率特性可以通过实验的方法来确定，即改变正弦输入信号XSinωt的角频率，测出与此相应的输出信号稳态分量Yw（t）的振幅以及Yw（t）相对于正弦输入信号X（t）的相移Φ，然后计算出Y/X对于频率ω的函数曲线这便是幅频特性：求取相移Φ对于信号频率ω的函数曲线，这便是相频特性∠G(jω)。上述这种方法就是求取频率特性的实验法。四、TD4010型频率响应分析仪使用说明TD4010型频率响应分析

5、仪是用来测量自动控制系统，部件或元件等的频率特性，是在频率域内分析对象动态特性的重要工具。１、前面板示意图6前面板示意图见图2—1，除电源开关为按键外，其余均为轻触键。显示方式发生器显示窗口过载指示灯数字键及发生器参数键TD4010FREQUENCYRESPONSEANALYSERABGENERATOR〇V〇789〇HzOVLDR-LOGRθ〇mHz456输入量程显示方式积分周数波形选择INPUTRANGEDISPLAYMODEINTEGRATORWAVEFORM123AUTO100V10VA.BR.θLOGR.θAUTO正弦波三角波矩形波100MV1V0.E

6、NTER10扫频FmaxFminΔF/STEP100SWEEP延迟时间分析器工作方式LINΔHOLDFREQVOLTPRINTDELAYTIMEANALYSER10000.1S1S10SSINGLERECYCLESTOPLOG▽OFFmHz/HzRESETCLEAR电源开关GENERATORANALYSERPOWERHiLOGNDHiLO发生器输出端子接地端子分析器输入端子图2—1前面板示意图１、开机按下电源开关POWER（POWER），仪器进入初始状态，预热10-15分钟即可使用。轻按RESET（复位），强迫进入初始状态。２、发生器参数写入及状态设定只有在S

7、TOP键指示灯亮（测量停止状态）时，才能改变发生器参数。6信号发生器的输出频率，电压值均由前面板轻触键写入，按通常书写格式，从左到右。3.1频率设定例1设定频率为102.4Hz，顺序轻按FREQCLEAR102.4（或mHz/Hz）ENTER步骤：*1*2*3*4*5*1.按FREQ（频率）键后，该键指示灯亮，发生器窗口显示当前工作频率。*2.按CLEAR（清零）键后，发生器窗口清零（不清内存），并以闪烁方式提示数据写入位。*3.依次按相应数字键设定输出信号的频率值。*4.如果写入单位与显示单位相同，则不按此键。*5.按ENTER（写入）键后，FREQ键指示灯

8、灭，新数据已写入。频率大于999.9Hz时则不能写入，这时FREQ键指示灯及显示窗口最高位“1”同时闪烁，可按上述步骤重新设定。3.2输出电压值设定大于1V的电压值为3位有效数，最大输出电压为9.99V.例2．设定电压9.87V，顺序轻按VOLTCLEAR9.87ENTER步骤：*1*2*3*4*1.按VOLT（电压）键后，该键指示灯亮，发生器窗口显示当前电压值。*2.按CLEAR（清零）键后，发生器窗口清零（不清内存），并以闪烁方式提示数据写入位。*3.依次按相应数字键设定输出信号的电压值。*4.按ENTER（写入）键后，FREQ键指示灯灭，新数据已写入。如

9、果写入幅度大于9.99V仪器具有自动小数点功能。3.3输出波形选择轻按正弦波三角波矩形波键之一。64.测量4.1按图2—2（a）或（b）测量发生器分析器TD4010LHHLHLHLTD4010发生器分析器X(t)Y(t)G（jω）（a）用分析器测信号源（b）用分析器测系统图2—2测试接线图测量结果在测量显示窗口读出，频率值在发生器窗口读出，直角坐标A，B的符号及极坐标的相角按初等数学定义，如图2—3所示B21A034图2—3直角坐标A，B的符号及象限对数坐标显示值为：20LOGR/10mV，即0dB=10mV，R≤10mV均按0dB处理，显示方式由所按A,B，

10、R,θ，LOGR,θ键的状态（哪个灯亮