【正文】 ,觀測(cè)并測(cè)量輸出信號(hào)Uo的幅值U0m。七、實(shí)驗(yàn)思考題1．示波器所測(cè)濾波器的實(shí)際幅頻特性與理想幅頻特性有何區(qū)別？2．如果要實(shí)現(xiàn)LPF、HPF、BPF、BEF源濾器之間的轉(zhuǎn)換，應(yīng)如何連接？實(shí)驗(yàn)十 全通濾波器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解全通濾波器零、極點(diǎn)分布的特點(diǎn)及其模擬電路；2．了解全通濾波器的特性。 注意：對(duì)于波濾波器的輸入信號(hào)幅度不宜過(guò)大，對(duì)有源濾波器實(shí)驗(yàn)一般不要超過(guò)5V。接線時(shí)濾波器的輸入口接掃頻電源的輸出，濾波器的輸出口接示波器或交流數(shù)字電壓表（掃頻電源的使用說(shuō)明見附錄）。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．TKSSD型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2．雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．測(cè)試無(wú)源和有源LPF(低通濾波器)的幅頻特性； 2．測(cè)試無(wú)源和有源HPF(高通濾波器)的幅頻特性； 3．測(cè)試無(wú)源和有源BPF(帶通濾波器)的幅頻特性； 4．測(cè)試無(wú)源和有源BEF(帶阻濾波器)的幅頻特性；四、實(shí)驗(yàn)原理1．濾波器是對(duì)輸入信號(hào)的頻率具有選擇性的一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，它允許某些頻率（通常是某個(gè)頻率范圍）的信號(hào)通過(guò)，而其它頻率的信號(hào)幅值均要受到衰減或抑制。令輸入信號(hào)為X（t）,則系統(tǒng)的輸出為 式中k,t0為常量，對(duì)上式取付氏變換，則有|H|＝k k為非空常數(shù) t002．實(shí)驗(yàn)電路系統(tǒng) 圖8－1無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)碾娐穲D 其中R1=R2=20k，C1=C2=1uF 它的頻率特性為 五、實(shí)驗(yàn)步驟 1．連接一個(gè)信號(hào)無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的模擬電路，如圖8－1所示。3．寫出本實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)。2．T1＝，T2＝，T3＝，觀察并記錄K分別為＝10三種情況下的單位階躍響應(yīng)曲線。2．若令K＝，T1＝，T3＝，改變時(shí)間常數(shù)T2的大小，觀測(cè)它對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．TKSSD型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2．雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)是研究三階系統(tǒng)的穩(wěn)定性與參數(shù)K和T的關(guān)系。T2＝τ1τ2T1+T2＝τ1+τ2+τ12由給定的RC1和RC2，求得τ1＝，τ2＝，τ12＝。2. 作出遲后超前校正環(huán)節(jié)幅頻特性曲線和漸近線，據(jù)此求得該環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)并與理論報(bào)導(dǎo)結(jié)果作一分析比較。4）為提高讀數(shù)的精度，每改變一次信號(hào)的頻率ω后，可適當(dāng)調(diào)節(jié)示波器Y軸的增益，以便能清晰正確地讀出橢圓的2XO和2Xm值。將示波器的Y軸移至橢圓的正中位置，該橢圓與X軸兩交點(diǎn)間的距離即為2X。上述方法，完全適用二階慣性環(huán)節(jié)幅頻特性的測(cè)試。圖4－4 遲后超前校正網(wǎng)絡(luò)圖 圖4－5 二階系統(tǒng)的方塊圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1. 對(duì)數(shù)幅頻特性的測(cè)試1） 把圖4－4所示的RC網(wǎng)絡(luò)按圖4－2連接信號(hào)發(fā)生器與示波器。2. 用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得該環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻和相頻特性曲線。圖形計(jì)算公式φ＝sin1φ＝180176。0176。相角φ超前遲后0176。當(dāng)t＝0時(shí)，X（0）＝0；由式（3）得Y（0）＝Y(jié)msinφ于是有 L(ω)＝Sin1 （4）同理可得φ(ω)＝Sin1 （5）其中 2Y(0)為橢圓與Y軸相交點(diǎn)間的長(zhǎng)度，2X(0)為橢圓與X軸相交點(diǎn)間的長(zhǎng)度。圖4－2 幅頻特性的測(cè)試圖4－3 相頻特性的測(cè)試將示波器的X軸停止掃描，低頻信號(hào)發(fā)生器的正弦信號(hào)同時(shí)送到被測(cè)系統(tǒng)（環(huán)節(jié)）的輸入端和示波器的Y1軸，被測(cè)系統(tǒng)（環(huán)節(jié)）的輸出信號(hào)接至示波器的Y2軸，這樣在示波器的屏幕上顯示出兩條垂直的光線，對(duì)應(yīng)于Y2軸光線的長(zhǎng)度為2Y2m，對(duì)應(yīng)于Y1軸光線的長(zhǎng)度為2Y1m。2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)作出Bode圖，據(jù)此確定被測(cè)環(huán)節(jié)或系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2．將所得的基波和三次諧波及其合成波形一同繪制在同一坐標(biāo)紙上。4．在步驟3的基礎(chǔ)上，再將五次諧波分量加到加法器的輸入端，觀測(cè)相加后的合成波形，并記錄?！珵檎{(diào)諧在基波和各次諧波上的帶通濾波器，加法器用于信號(hào)的合成。將被測(cè)方波信號(hào)加到分別調(diào)諧于其基波和各次奇諧波頻率的電路上。圖27 有零點(diǎn)一階系統(tǒng)(│Z││P│)的單位階躍響應(yīng)曲線實(shí)驗(yàn)三 非正弦周期信號(hào)的分解與合成一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．用同時(shí)分析法觀測(cè)50Hz非正弦周期信號(hào)的頻譜，并與其傅里葉級(jí)數(shù)各項(xiàng)的頻率與系數(shù)作比較； 2．觀測(cè)基波和其諧波的合成。八、附錄 1．無(wú)零點(diǎn)的一階系統(tǒng)根據(jù) ，令則對(duì)上式取拉氏反變換得 當(dāng)時(shí)，則上式表明，%時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間，就是系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T=。用示波器觀測(cè)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，并由曲線實(shí)測(cè)一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．TKSSD型 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱2．雙蹤慢掃描示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．無(wú)零點(diǎn)時(shí)的單位階躍響應(yīng)（無(wú)源、有源）；2．有零點(diǎn)時(shí)的單位階躍響應(yīng)；四、實(shí)驗(yàn)原理無(wú)零點(diǎn)一階系統(tǒng)的有源和無(wú)源模擬電路圖如圖2－1的(a)和(b)所示。 1) Uc(0)=0，輸入U(xiǎn)i＝15V。2．零狀態(tài)響應(yīng)先用短路帽連接K4，使電容兩端的電壓放電完畢，然后斷開K4連接KK1，用示波器觀測(cè)15V直流電壓向電容C的充電過(guò)程。四、實(shí)驗(yàn)原理、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的模擬電路如圖1－1所示。實(shí)驗(yàn)一 零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步了解系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的原理。2．分別觀測(cè)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。 圖12零輸入響應(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)五、實(shí)驗(yàn)步驟1. 零輸入響應(yīng)用短路帽連接KK3，使+5V直流電源對(duì)電容C充電，當(dāng)充電完畢后，斷開K3連接K4，用示波器觀測(cè)Uc（t）的變化。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．推導(dǎo)圖11所示RC電路在下列兩種情況的電容兩端電壓Uc（t）的表達(dá)式。七、實(shí)驗(yàn)思考題 系統(tǒng)零輸入響應(yīng)的穩(wěn)定性與零狀態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定性是不是相同？實(shí)驗(yàn)二 一階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)與階躍響應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉一階系統(tǒng)的無(wú)源和有源模擬電路；2．研究一階系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)T的變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響；3．研究一階系統(tǒng)的零點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)及頻率特性的影響。2．將“階躍信號(hào)發(fā)生器”的輸出調(diào)到“正輸出”，按下復(fù)位按鈕，調(diào)節(jié)“RP1”可調(diào)電位器，使之輸出電壓幅值為1V。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)測(cè)得的一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線，測(cè)出其時(shí)間常數(shù)；七、實(shí)驗(yàn)思考題試述根據(jù)一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線確定系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T的兩種常用的方法。 圖25 有零點(diǎn)一階系統(tǒng)(│Z││P│)的單位階躍響應(yīng)曲線圖26 有零點(diǎn)(│Z││P│)一階系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性3．有零點(diǎn)得一階系統(tǒng)（│Z││P│）在單位階躍輸入時(shí)，系統(tǒng)的輸出為：即 系統(tǒng)得幅頻表達(dá)式