实验六 阶跃响应与冲激响应.doc

实验六 阶跃响应与冲激响应.doc 实验六 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方法。 二、实验内容 1( 用示波器观察欠阻尼、临界阻尼和过阻尼状态的阶跃响应波形。 2( 用示波器观察欠阻尼、临界阻尼和过阻尼状态的冲激响应波形。 三、实验仪器 1( 信号与系统实验箱 一台 2( 信号系统实验平台 3( 阶跃响应与冲激响应模块(DYT3000-64) 一块 4( 20MHz双踪示波器 一台 5( 连接线 若干 四、实验原理 RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应电路原理图如图5-1所示，其响应有以下三种状态: L1. 当电阻R,2时，称过阻尼状态; C L2. 当电阻R,2时，称临界阻尼状态; C L3. 当电阻R,2时，称欠阻尼状态。 C 6—1 图6-1 阶跃响应与冲激响应原理图 冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变系统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脉冲代替冲激信号，冲激脉冲的占空比可通过电位计W102调节。 五、实验步骤 本实验使用信号源单元和阶跃响应与冲激响应单元。 1( 熟悉阶跃响应与冲激响应的。接好电源线，将阶跃响应与冲激响应模块插入信 号系统实验平台插槽中，打开实验箱电源开关，通电检查模块灯亮，实验箱开始正常工 作。 2( 阶跃响应的波形观察: ? 将信号源单元产生的V,3V、f,1KHz方波信号送入激励信号输入点STEP_IN。 PP0 ? 调节电位计W101，使电路分别工作在欠阻尼、临界阻尼和过阻尼状态，用示波器 观察三种状态的阶跃响应输出波形并对应的电路参数。 3( 冲激响应的波形观察: ? 连接跳线J101，将信号源单元产生的V,3V，f,1KHz方波信号送入激励信号输PP0 入点IMPULSE_IN。 ? 用示波器观察STEP_IN测试点方波信号经微分后的响应波形(等效为冲激激励信 号)。 ? 调节电位计W102，改变冲激脉冲信号的占空比，使脉冲信号更接近冲激信号。 ? 调节电位计W101，使电路分别工作在欠阻尼、临界阻尼和过阻尼状态，用示波器 观察三种状态的冲激响应输出波形并分析对应的电路参数。 6—2 六、输入、输出点参考说明 1( 输入点参考说明 STEP_IN:阶跃激励信号输入点。 IMPULSE_IN:冲激激励信号输入点。 2( 输出点参考说明 RESPONSE_OUT:阶跃(冲激)响应信号输出点。 七、实验思考题 1( 观察阶跃响应与冲激响应时，为什么要用周期方波作为激励信号, 2( 试分析周期方波经微分电路后形成的冲激信号经7404缓冲输出的原因;若不加缓冲 输出，得到的冲激响应波形会有何不同, 八、实验要求 1( 描绘同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T以及微分电路的τ值。 1 2( 分析实验结果，说明电路参数变化对状态的影响。 6—3