信号与系统实验讲义内容

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1、29实验一　数字电子仪器使用一、实验目的1、学习使用DDS数字信号发生器，初步掌握常用信号输出的调节方法。2、学习使用数字存储示波器，初步掌握常用信号参数的观测方法。二、设备简介三、实验任务１、调节DDS信号发生器，使其输出输出3MHz、1.00Vp-p正弦交流信号，并用数字示波器：①手动测量该信号电压的峰峰值Vp-p、频率freq；②自动测量该信号电压的峰峰值Vp-p、最大值Vmax、最小值Vmin、平均值Vavg、有效值Vrms、频率freq、周期Prd、上升时间Rise。２、调节DDS信号发生器，使其输出50ＫＨz、500mVp-p方波信号，并用

2、数字示波器：①手动测量该信号电压的峰峰值Vp-p、频率freq；②自动测量该信号电压的峰峰值Vp-p、最大值Vmax、最小值Vmin、平均值Vavg、有效值Vrms、频率freq、周期Prd、上升时间Rise。３、调节DDS信号发生器，使其输出2ＫＨz、2.00Vp-p脉冲信号，并用数字示波器：①手动测量该信号电压的峰峰值Vp-p、频率freq；②分别自动测量该信号电压占空比为30％和80％时的峰峰值Vp-p、最大值Vmax、最小值Vmin、平均值Vavg、有效值Vrms、频率freq、周期Prd、上升时间Rise。４、调节DDS信号发生器，使其输出1

3、00ＫＨz、3.00Vp-p三角波信号，并用数字示波器：①手动测量该信号电压的峰峰值Vp-p、频率freq；②自动测量该信号电压的峰峰值Vp-p、最大值Vmax、最小值Vmin、平均值Vavg、有效值Vrms、频率freq、周期Prd、上升时间Rise5、*（选做）调节DDS信号发生器，使其输出１KHz、含有0.2V直流偏置分量的1.00Vp-p正弦波信号，并用数字示波器：2929①手动测量该信号电压的最大值Vmax、频率freq；②自动测量该信号电压的峰峰值Vp-p、最大值Vmax、最小值Vmin、平均值Vavg、有效值Vrms、频率freq、周期P

4、rd、上升时间Rise。6、（选做）**调节DDS信号发生器，使其输出１KHz/1V、10KHz/1V和１KHz/1V、10KHz/2V正弦调幅波信号，并用数字示波器：①手动测量该信号电压的最大值Vmax、频率freq；②自动测量该信号电压的峰峰值Vp-p、最大值Vmax、最小值Vmin、平均值Vavg、有效值Vrms。四、仪器设备DDS数字信号发生器1台数字存储示波器1台五、报告要求1、观察到的各个波形分别画在坐标纸上。2、结合电路元件参数进行分析讨论。2929实验二电路的状态轨迹一、实验目的1、观察RLC电路的状轨迹。2、通过实验提高对状态变量的认

5、识。二、原理说明一个动态网络在不同时刻各支路电压、电流都在变化，所处的状态也不相同。在所有uc、ic、uL、iL、uR、iR六种可能的变量中，由于电容器上的储能为，电感中的储能为。所以选电容的电压和电感的电流作为电路的状态变量，了解了电路中uc和iL的变化就可以了解电路状态的变化。由RLC串联组成的二阶电路，则状态方程：iL(t),uc(t)表示电路在t时刻的状态；在t=0时，iL(0),uc(0)称为初始状态，它由初始条件给定。假定C、L元件原先没有储能，则iL(0)=0,uc(0)=0，给定了初始条件。就能唯一地确定所有t≥0时，iL(t)和uc(

6、t)之值。如t由0增加到时，iL(t)，uc(t)将描绘出一条从iL(0),uc(0)起始的曲线，此曲线称为状态空间轨迹，而平面（iL、uc）则称为电路的状态空间。电路参数不同则状态轨迹也不相同。当R＞时，——过阻尼情况，非振荡过程；当R=时，——临界情况；当R＜时，——欠阻尼情况，振荡过程。2929对于欠阻尼状态，衰减振荡角频率和衰减系数可以从响应波形中测量出来，例如在响应i（t）的波形中（图2-2），可利用示波器直接测出，该波形的周期，经换算即得，对于，由于有图2—1图2—2i1m=：i1m=故显然，

7、t2－t1

8、即为周期Td=，所以In。由此可见

9、，用示波器测出周期Td和幅值i1m，i2m后，就可以算出的值。三、实验任务图2—31、分别取用下列三组数值的R、L、C按图2—1接线，观察u（t）、i（t）以及（iL、uc）曲线。元件R（）L（mH）C（F）1231K1K1001030500.20.10.01图中，us（t）低频讯号发生器，提供矩形波。R′是取样电阻（要求R′＜＜R），uR′与i波形完全相拟，则用uR′波形代替iL波形。将uc波形接入示波器x轴输入，iL（或uR′）波形接入Y1轴输入，示波器（Y轴工作种类）开关置Y1位置，[v/cm]开关选择适当位置，[s/cm]开关置x位置，就可以观

10、察其状态轨迹，并绘制波形。2、当us（t2929）信号的频率变化后，对各组元件的轨迹将如何影响