实验二阶跃响应与冲激响应(有数据)

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1、...实验二阶跃响应与冲激响应一、实验目的1、观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；2、掌握有关信号时域的测量分析方法。二、实验仪器1、信号源及频率计模块S21块2、模块一S51块3、数字万用表1台4、双踪示波器1台三、实验原理以单位冲激信号(t)作为激励，LTI连续系统产生的零状态响应称为单位冲激响应，简称冲激响应，记为h(t)。冲激响应示意图如图2-1：(t)h(t)(t)h(t)LTI系统(1)tt 00图2-1冲激响应示意图以单位阶跃信号u

2、(t)作为激励，LTI连续系统产生的零状态响应称为单位阶跃响应，简称阶跃响应，记为g(t)。阶跃响应示意图如图2-2：g(t) u(t)1u(t)LTI??g(t)t t00图2-2阶跃响应示意图阶跃激励与阶跃响应的关系简单地表示为：g(t)Hu(t)或者u(t)g(t)如图2-3所示为RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应实验电路图，其响应有以下......三种状态：1、当电阻R＞2LC时，称过阻尼状态；2、当电阻R=2LC时，称临界状态；3、当电阻R＜2LC时，称欠阻尼状态。图2-3(a)阶跃响应电路连接示意图图

3、2-3(b)冲激响应电路连接示意图冲激信号是阶跃信号的导数，即tg(t)h()d，所以对线性时不变电路冲0激响应也是阶跃响应的导数。为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。四、实验内容1、阶跃响应实验波形观察与参数测量设激励信号为方波，频率为500Hz。实验电路连接图如图2-3（a）所示。①调整激励信号源为方波（即从S2模块中的P2端口引出方波信号）；调节频率调节旋钮ROL1，使频率计示数f=500Hz。②连接S2模块的方波信号输出端P2至

4、S5模块中的P12。③示波器CH1接于TP14，调整W1，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三......种状态，观察各种状态下的输出波形，用万用表测量与波形对应的P12和P13两点间的电阻值（测量时应断开电源），并将实验数据填入表格2-1中。④TP12为输入信号波形的测量点，可把示波器的CH2接于TP12上，便于波形比较。1）欠阻尼状态R=0.298......R=1.2162）临界状态R=2.23K......K......3）过阻尼状态R=3.20......KR=4.75......注：描绘波形要使三种

5、状态的X轴坐标（扫描时间）一致。 2、冲激响应的波形观察......冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。实验电路如图2-3（b）所示。①将信号输入接于P10。（输入信号频率与幅度不变）；②将示波器的CH1接于TP11，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）；③连接P11与P12。④将示波器的CH2接于TP14，调整W1,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态。⑤观察电路处于以上三种状态时激励信号与响应信号的波形，并填于表2-2中。1）欠阻尼状态R=164.5......R=5342）临界状态R=1.

6、974K......3）过阻尼状态R=3.36......KR=4.18......表中的激励信号波形为测量点TP11处观测到的波形（冲激激励信号）。响应信号 波形为TP14处观察到的波形。......3、理论值与实际值得比较理论值：通过测量得电容C=0.104uF已知L=10mH有公式R=2LC得实际值：............RR五、小结从该实验中，让我懂得了示波器的用法，把理论与实践结合起来，更加熟悉掌握有关 信号时域的测量方法。零输入响应,没有外加激励信号的作用，只由起始状态（起始时刻系 统储能）所产生的

7、响应。零状态响应,不考虑原始时刻系统储能的作用（起始状态等于零）， 由系统的外加激励信号产生的响应。阶跃响应，系统在单位阶跃信号作用下的零状态响应， 称为单位阶跃响应，简称阶跃响应。冲激响应单位冲激信号作用下，系统的响应为冲激响 应。...