【正文】 1 2020 級(jí) 《信號(hào)與控制綜合實(shí)驗(yàn)》課程 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 (基本實(shí)驗(yàn)一 :信號(hào)與系統(tǒng)基本實(shí)驗(yàn) ) 姓 名 張豐偉 學(xué) 號(hào) U202020871 專業(yè)班號(hào) 1004 同組者 彭永晶 學(xué) 號(hào) U202020868 專業(yè)班號(hào) 1004 指導(dǎo)教師 李開成 日 期 實(shí)驗(yàn)成績 評(píng) 閱 人 電氣學(xué)科大類 2 實(shí)驗(yàn)評(píng)分表 基本實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)編號(hào)名稱 /內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)分值 評(píng) 分 零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng) 5 信號(hào)的無失真?zhèn)鬏? 5 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱 /內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)分值 評(píng) 分 無源與有源濾波器 10 低通、高通、帶通、帶阻濾波器變換 10 信號(hào)的采樣與恢復(fù) 15 調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn) 15 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱 /內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)分值 評(píng) 分 信號(hào)的產(chǎn)生、收集、處理、變換和基于MATLAB 的分析 0~40 教師評(píng)價(jià)意見 總 分 3 目 錄 正文 實(shí)驗(yàn)一：零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng) …………………………… 6 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ……………………………………… 6 總體方案設(shè)計(jì) ……………………………………… 6 方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) ………………………………… 6 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ………………………………… 6 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 7 實(shí)驗(yàn)二：信號(hào)的無失真?zhèn)鬏?……………………………………… 8 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ………………… …………………… 8 總體方案設(shè)計(jì) ………………………………………… 8 方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) ………………………………… 8 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ………………………………… 8 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 11 實(shí)驗(yàn)三：無源與有源濾波器 ……………………………………… 11 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ……………………………………… 11 總體方案設(shè)計(jì) ………………… ……………………… 11 方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) ………………………………… 12 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ………………………………… 12 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 15 實(shí)驗(yàn)四： LPF、 HPF、 BPF、 BEF 間的變換 ………………………… 16 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ………………………………… …… 16 4 總體方案設(shè)計(jì) ………………………………………… 16 方案實(shí)現(xiàn)和 具體設(shè)計(jì) ………………………………… 16 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ………………………………… 16 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 18 實(shí)驗(yàn)五：信號(hào)的采樣與恢復(fù)實(shí)驗(yàn) ………………………………… 18 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ……………………………………… 18 總體方案設(shè)計(jì) ………………………………………… 18 方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) ………………………………… 19 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí) 驗(yàn)結(jié)果 ……………………………… 19 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 24 實(shí)驗(yàn)六：調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn) ………………………………………… 24 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ……………………………………… 24 總體方案設(shè)計(jì) ………………………………………… 24 方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) ………………………………… 25 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ………………………………… 26 結(jié)果分析 與討論 ……………………………………… 27 實(shí)驗(yàn)七： 方波信號(hào)的產(chǎn)生、分解、合成及轉(zhuǎn)化 ……………… 28 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與目的 ……………………………………… 28 總體方案設(shè)計(jì) ………………………………………… 28 方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì) ………………………………… 29 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ………………………………… 29 結(jié)果分析與討論 ……………………………………… 33 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ……………………………… …………………………… 33 心得與自我評(píng)價(jià) …………………………………………………… 34 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………… 35 6 圖 22 零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)曲線 其中： ① 零輸入響應(yīng) ② 零狀態(tài)響應(yīng) ③ 完全響應(yīng) 實(shí)驗(yàn)一 零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng) 一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)和目標(biāo) 學(xué)習(xí)掌握 零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng) 的原理，設(shè)計(jì)一個(gè) 能觀測 三者的電路圖 ， 用示波器觀測 該電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的動(dòng)態(tài)曲線 ，同時(shí)提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的能力。 二． 總體方案設(shè)計(jì) (實(shí)驗(yàn)教程 P29－ 30，下同 ) 一階系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)的簡單實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。 合上 S1，由電路可得11 )()( EtUdt tdUCR cc ?? ，則 RCtoRCtc eUeEtU ?? ??? )0()1()( 1 三．方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì)（ P30） 、實(shí)驗(yàn)電路板和函數(shù)發(fā)生器， 接通各部分電源。 S1 和 S2 的閉合 /斷開來設(shè)置電路工作狀態(tài)（零輸入 /零狀態(tài) /完全） ， 用示波器觀察輸出（電容電壓）的 零輸入響應(yīng) 、 零狀態(tài)響應(yīng) 和 完全響應(yīng) ，記錄波形和當(dāng)前響應(yīng)時(shí)的各開關(guān)的狀態(tài)。 四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1．閉合 S1，斷開 S2， S3， 電容充電，得到零狀態(tài)響應(yīng)曲線。 7 圖 24 零狀態(tài)響應(yīng)曲線 2．閉合開關(guān) S1，斷開 S2， S3，電容充電到 15V 后，斷開開關(guān) S1，閉合 S3,電容放電，得到零輸入響應(yīng)曲線。 圖 23 零輸入響應(yīng)曲線 3．閉合開關(guān) S2，電容充電至 5V，斷開 S2，閉合 S1，得到完全響應(yīng)曲線。 圖 25 完全響應(yīng)曲線 五、結(jié)果分析與討論 實(shí)驗(yàn)所 測 波形與理論 波形 較為 一致 ，基本符合預(yù)期。 此次 實(shí)驗(yàn)通過改變電路上的開關(guān)組合狀態(tài)， 構(gòu) 成所需的輸出電路，輸出 相 應(yīng)的響應(yīng)波形，并在數(shù)字示波 8 器上顯示 出來， 并 讀出電壓 等參數(shù) 。 由圖可看出，零狀態(tài)、零輸入、全響應(yīng)都是指數(shù)規(guī)律增長或衰減。 通過本次試驗(yàn)，我們進(jìn)一步 熟悉了產(chǎn)生零狀態(tài)響應(yīng)、零輸入響應(yīng)和全響應(yīng)的電路 ，對(duì)三種響應(yīng)有了直觀的認(rèn)識(shí) ，并 加深了對(duì)零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)原理的理解