【正文】 t)的狀態(tài)軌跡（相軌跡）。 信號與系統(tǒng) 實驗教學四、實驗步驟 ? 1. 按電路圖組建一個二階無源網(wǎng)絡，把 “ 函數(shù)信號發(fā)生器 ” 的輸出端與電路的輸入端相連，當 “ 函數(shù)信號發(fā)生器 ” 輸出一個低頻的方波信號時（信號頻率宜選擇 4HZ）， 將電路輸出的 Va端接虛擬示波器的 A1通道，電路輸出的 Vb端接虛擬示波器的 A2通道，即可通過虛擬示波器觀測二階無源網(wǎng)絡的狀態(tài)（相）軌跡。? 2. 改變電路中電位器 Rw的阻值，觀察狀態(tài)變量iL(t)與 uc(t)分別在欠阻尼和過阻尼兩種情況時的波形與狀態(tài)軌跡（李沙育圖形）。? 注意：觀察二階無源網(wǎng)絡的狀態(tài)軌跡時，虛擬示波器的采樣率選擇 5MHZ或 10MHZ。信號與系統(tǒng) 實驗教學? 3. 按照電路圖組建一個典型的二階有源網(wǎng)絡，把 “ 函數(shù)信號發(fā)生器 ” 的輸出端與電路的輸入端相連，當 “函數(shù)信號發(fā)生器 ” 輸出一個低頻的方波信號時（信號頻率可選擇 4HZ）， 調節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器的可調電位器，使輸出電壓幅值為 1V， 將虛擬示波器的兩個通道分別接至電路圖中 與 兩點，就可通過虛擬示波器觀測二階有源網(wǎng)絡的狀態(tài)軌跡。? 4. 組建二階有源網(wǎng)絡時，可選擇實驗箱中通用電路二，三單元的第 4， 6， 2， 3號運算放大器；觀察狀態(tài)變量 iL(t)與 uc(t)的欠阻尼波形與狀態(tài)軌跡時，電路中的 Rx接實驗箱中的 47K可調變阻器；觀察狀態(tài)變量iL(t)與 uc(t) 的過阻尼波形或狀態(tài)軌跡時，電路中的Rx接實驗箱中的 100K可調變阻器。? 注意：觀察二階有源網(wǎng)絡的狀態(tài)軌跡時，虛擬示波器的采樣率選擇 1KHZ。 信號與系統(tǒng) 實驗教學五、實驗組織運行要求 ? 采用集中授課形式 信號與系統(tǒng) 實驗教學六、實驗設備? 1. TKSSD型 信號與系統(tǒng)實驗箱 1臺 ? 2. 虛擬示波器 1臺 信號與系統(tǒng) 實驗教學七、實驗思考題? 1. 阻尼比 ξ 與什么元件參數(shù)有關？試聯(lián)系無源與有源實驗電路進行分析說明。2. 阻尼比 ξ 與超調量有什么關系？如何選取 ξ 值？信號與系統(tǒng) 實驗教學八、實驗報告? 1. 如實繪制實驗觀察到的各種 iL(t)、uc(t)曲線與 iL(t)— uc(t)狀態(tài)軌跡，并予分析。? 2. 由各種 iL(t)、 uc(t)曲線曲線，確定相應的超調量與穩(wěn)態(tài)誤差。信號與系統(tǒng) 實驗教學實驗七 二階網(wǎng)絡函數(shù)的模擬實現(xiàn) ? 實驗學時： 2? 實驗類型：綜合 ? 實驗要求：限選 信號與系統(tǒng) 實驗教學一、實驗目的? 1. 了解二階網(wǎng)絡函數(shù)的電路模型。? 2. 研究網(wǎng)絡參數(shù)的變化對其輸出響應的影響。? 3. 用基本運算器模擬系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)。信號與系統(tǒng) 實驗教學二、實驗原理? 1. 微分方程的一般形式為：? y(n)+an1y(n1)+……+a 0y=x? 其中 x為激勵信號， y為系統(tǒng)的輸出。模擬系統(tǒng)微分方程的解題規(guī)則是將微分方程輸出函數(shù)的最高階導數(shù)保留在等式的左邊，把其余各項均移到等式的右邊，這個最高階導數(shù)作為第一個積分器的輸入，以后每經過一個積分器，輸出函數(shù)的導數(shù)就降低一階，直到輸出為止。 y和它的相關階導數(shù)項分別通過各自的比例運算器后送至第一個積分器前面的求和器，并與輸入函數(shù)相加，則該模擬裝置的輸入和輸出所表征的方程與被模擬的微分方程完全相同。圖 71和 72分別為一階微分方程的模擬解框圖和二階微分方程的模擬解框圖。 信號與系統(tǒng) 實驗教學? 圖 71一階微分方程的模擬解框圖 ? 圖 72二階微分方程的模擬解框圖? 2. 網(wǎng)絡函數(shù)的一般形式為：信號與系統(tǒng) 實驗教學或寫作： 則有 令 得 F(S)=Q(S1)X=X+b1XS1+…+ bnXS1? Y(S） =P(S1)X=a0X+a1XS1+…+ anXSn? 因而 ? X＝ F（ s） b1XS1… bnXS1信號與系統(tǒng) 實驗教學根據(jù)上式，可畫出圖 73所示的模擬方框圖，圖中 S1表示積分器，? ? ? ? ? 圖 73 微分方程的模擬方框圖信號與系統(tǒng) 實驗教學? 圖 74為二階網(wǎng)絡函數(shù)的模擬解框圖。? 圖 74 二階網(wǎng)絡函數(shù)的模擬解框圖信號與系統(tǒng) 實驗教學? 由該圖求得下列三種傳遞函數(shù)，即? ? 低通函數(shù)? ? 帶通函數(shù)? ? 高通函數(shù)信號與系統(tǒng) 實驗教學? 圖 75為二階網(wǎng)絡函數(shù)的模擬電路圖? ? ? ? ? ? ? 圖 75 二階網(wǎng)絡函數(shù)的模擬電路圖信號與系統(tǒng) 實驗教學? 由該模擬電路圖得：? R2=10K? ? R4=30K? VA＝ VB R1=10K? R3=30K ? 只要適當?shù)剡x擇模擬裝置相關元件的參數(shù)，就能使模擬方程和實際系統(tǒng)的微分方程完全相同。 信號與系統(tǒng) 實驗教學? ? 信號與系統(tǒng) 實驗教學三、實驗內容? 1. 根據(jù)給定的二階網(wǎng)絡函數(shù)連接其模擬解的方框圖。2. 推導圖 75中各測試點與輸入 Ui的傳遞函數(shù)，據(jù)此作出相應的對數(shù)幅頻特性曲線，并與實驗結果進行比較。信號與系統(tǒng) 實驗教學四、實驗步驟? 1. 寫出實驗電路的微分方程，并求解之。? 2. 用本實驗箱中相關的電路單元，組建圖7－ 4所示的模擬電路圖（參考圖 75）。? 3. 將正弦波信號接到圖 7－ 5所示電路的輸入端，調節(jié) R3與 R4， 用示波器觀察各測試點的波形，并記錄之。? 4. 將方波信號接入電路的輸入端，調節(jié) R3與 R4， 用示波器觀察各測試點的波形，并記錄之。信號與系統(tǒng) 實驗教學五、實驗組織運行要求? 以學生自主訓練為主的開放模式組織教學六、實驗設備? 1． TKSSD型 信號與系統(tǒng)實驗箱? 2．雙蹤慢掃描示波器 1臺信號與系統(tǒng) 實驗教學七、實驗報告? 1. 畫出實驗中觀察到的各種波形。對經過基本運算器前后各點波形的對比，分析參數(shù)的變化對運算器輸出波形的影響。? 2. 繪制二階高通，帶通，低通網(wǎng)路函數(shù)的模擬電路頻率特性曲線。? 3. 歸納二階高通，帶通，低通網(wǎng)絡函數(shù)的模擬電路頻率特性曲線各自的特點。信號與系統(tǒng) 實驗教學八、實驗思考? 1. 微分方程的模擬解與數(shù)值解各有什么特點？? 2. 試舉例說明高通、帶通和低通濾波器的實際應用？