信号与系统实验指导书

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1、《信号与系统》实验指导书适用专业：电子信息工程电子科学与技术电气工程及其自动化撰写人：李美莲审核人：赵守忠安徽三联学院信息与通信技术系二00八年七月43目录实验一阶跃响应与冲激响应…………………………………3实验二连续时间系统的模拟…………………………………7实验三有源无源滤波器………………………………………12实验四抽样定理与信号恢复…………………………………20实验五二阶网络状态轨迹的显示……………………………27实验六矩形脉冲信号的分解…………………………………32实验七矩形脉冲信号的合成…………………………………37实验八二阶电

2、路的暂态响应…………………………………39实验九数字滤波器……………………………………………4343实验一阶跃响应与冲激响应实验学时数：2学时实验类型：验证性实验要求：必做一、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方法。二、基本原理：实验如图1-1所示为RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图1-1（a）为阶跃响应电路连接示意图；图1-1（b）为冲激响应电路连接示意图。1TP906P914P915信号源C2L1W902方波

3、信号0.1μ10mH10KΩ图1-1(a)阶跃响应电路连接示意图产生冲激信号1TP9061TP913P912信号源C2L1W902C1方波信号0.1μ10mH10KΩR11KΩ图1-1(b)冲激响应电路连接示意图其响应有以下三种状态：（1）当电阻R＞2时，称过阻尼状态；（2）当电阻R=2时，称临界状态；（3）当电阻R＜2时，称欠阻尼状态。现将阶跃响应的动态指标定义如下：上升时间：y(t)从0到第一次达到稳态值y（∞）所需的时间。43峰值时间：y(t)从0上升到所需的时间。调节时间：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的%误差范围所需的时间。

4、最大超调量δ：图1-1(c)冲激响应动态指标示意图冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变电路冲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，实验用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。一、需用器件与单元：1.双踪示波器1台2.信号系统实验箱1台四、实验步骤：1.阶跃响应波形观察与参数测量设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500Hz。实验电路连接图如图1-1（a）所示。①连接P702与P914,P702与P101。(P101为毫伏表信号输入插孔).②J702置于“脉冲”，拨动

5、开关K701选择“脉冲”；③按动S701按钮,使频率f=500Hz，调节W701幅度旋钮，使信号幅度为1.5V。（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载后调节）④示波器CH1接于TP906，调整W902，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将实验数据填入表格1—1中。43⑤TP702为输入信号波形的测量点，可把示波器的CH2接于TP702上，便于波形比较。表1—1状态参数测量欠阻尼状态临界状态过阻尼状态参数测量R波形观察注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致。2

6、.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1—1（b）所示。①P702与P912,P702与P101；（频率与幅度不变）②将示波器的CH1接于TP913，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）；③连接P913与P914④将示波器的CH2接于TP906，调整W902,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态⑤观察TP906端三种状态波形，并填于表1—2中。表1—243欠阻尼状态临界状态过阻尼状态激励波形响应波形表中的激励波形为在测量点TP913观测到的波形（冲激激励信号）。五、实验报告要求：1.描绘同

7、样时间轴阶跃响应与冲激响应的输入、输出电压波形时，要标明信号幅度A、周期T、方波脉宽T1以及微分电路的τ值。2.分析实验结果，说明电路参数变化对状态的影响。备注：任何一个振动系统，当阻尼增加到一定程度时，物体的运动是非周期性的，物体的振动连一次都不能完成，只是慢慢地回到平衡位置就停止了。当阻力使振动物体刚能不作周期性振动而又能最快地回到平衡位置的情况，称“临界阻尼”。若阻尼再增大，系统则需要很长时间才能达到平衡位置，则过阻尼，若所受阻尼较小，则要振动很多次，振幅则在逐渐减小，最后才能达到平衡状态，则欠阻尼。43实验二连续时间系统的模拟一

8、、实验目的1.了解基本运算器——加法器、标量乘法器和积分器的电路结构和运算功能；2.掌握用基本运算单元模拟连续时间系统的方法。二、实验原理说明1.线性系统的模拟系统的模拟就是用由基本运算单元组成的模拟装置来