【正文】 若用dB（分貝）表示,則 圖2－5和圖2－6分別為系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線和對數(shù)幅頻曲線。八、附錄 1．無零點(diǎn)的一階系統(tǒng)根據(jù) ，令則對上式取拉氏反變換得 當(dāng)時(shí)，則上式表明，%時(shí)對應(yīng)的時(shí)間，就是系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T=。4．將“函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”的輸出端接到電路的輸入端，輸出端接示波器，觀察波形。用示波器觀測系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，并由曲線實(shí)測一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T。“階躍信號(hào)發(fā)生器”的輸出端“B”點(diǎn)與電路的輸入端相連，電路的輸出端接示波器。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．無零點(diǎn)時(shí)的單位階躍響應(yīng)（無源、有源）；2．有零點(diǎn)時(shí)的單位階躍響應(yīng)；四、實(shí)驗(yàn)原理無零點(diǎn)一階系統(tǒng)的有源和無源模擬電路圖如圖2－1的(a)和(b)所示。 2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)，分別畫出該電路在零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、完全響應(yīng)下的響應(yīng)曲線。 1) Uc(0)=0，輸入U(xiǎn)i＝15V。然后連接KK2，使5V電源向電容充電，待充電完畢后，將短路帽連接K1，使15V電源向電容充電，用示波器觀測Uc（t）的完全響應(yīng)。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15V直流電壓向電容C的充電過程。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。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．連接一個(gè)能觀測零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的電路圖（參考圖11）。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．掌握用簡單的RC電路觀測零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。2．分別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。 圖11 零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的電路圖，則由回路可得 iR+Uc＝E (1)∵ i＝C，則上式改為 (2) 對上式取拉式變換得：RCUC（S）RCUC（0）+UC（S）＝∴，其中 (3) 式(3)等號(hào)右方的第二項(xiàng)為零輸入響應(yīng)，即由初始條件激勵(lì)下的輸出響應(yīng)；第一項(xiàng)為零狀態(tài)響應(yīng)，它描述了初始條件為零（Uc（0）=0）時(shí)，電路在輸入E=15V作用下的輸出響應(yīng)，顯然它們之和為電路的完全響應(yīng)，圖12所示的曲線表示這三種的響應(yīng)過程。 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直流電源對電容C充電，當(dāng)充電完畢后，斷開K3連接K4，用示波器觀測Uc（t）的變化。3．完全響應(yīng)先連接K4，使電容兩端電壓通過RC回路放電，一直到零為止。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。2) Uc(0)=5V，輸入U(xiǎn)i＝15V。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的變化對系統(tǒng)性能的影響；3．研究一階系統(tǒng)的零點(diǎn)對系統(tǒng)的響應(yīng)及頻率特性的影響。它們的傳遞函數(shù)均為(a) (b) 圖2－1 無零點(diǎn)一階系統(tǒng)有源、無源電路圖（│Z││P│）圖2－2的(a)和(b)分別為有零點(diǎn)一階系統(tǒng)的有源和無源模擬電路圖，他們的傳遞函數(shù)為： 或 (a) (b)圖2－2 有零點(diǎn)(│Z││P│)一階系統(tǒng)有源、無源電路圖3）有零點(diǎn)的一階系統(tǒng)（│Z││P│）圖2－3的(a)和(b)分別為有零點(diǎn)一階系統(tǒng)的有源和無源模擬電路圖，他們的傳遞函數(shù)為： （a） （b）圖2－3 有零點(diǎn)(│Z││P│)一階系統(tǒng)有源、無源電路圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1. 利用實(shí)驗(yàn)箱上運(yùn)放單元“1”、“2”中相關(guān)的元件組成圖2－1(a)（或“系統(tǒng)函數(shù)的頻率特性測試”模塊中相關(guān)的元件組成圖2－1 (b)）所示的一階系統(tǒng)模擬電路。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。3．調(diào)節(jié)“函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”輸出為頻率20Hz，幅度1V的方波信號(hào)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)測得的一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線，測出其時(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2－4為系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。 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)式為：若用dB（分貝）表示,則： 圖2－7為該系統(tǒng)得單位階躍響應(yīng)。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1．任何電信號(hào)都是由各種不同頻率、幅值和初相的正弦波迭加而成的。而非周期信號(hào)包含了從零到無窮大的所有頻率成份，每一頻率成份的幅值相對大小是不同的。從每一帶通濾波器的輸出端可以用示波器觀察到相應(yīng)頻率的正弦波。2．實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)圖 圖3－1實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖 圖3－1中LPF為低通濾波器，可分解出非正弦周期信號(hào)的直流分量。3．各種不同波形及其傅氏級數(shù)表達(dá)式 方波 三角波 半波 全波 矩形波 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1．調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使其輸出50Hz的方波信號(hào)，并將其接至信號(hào)分解實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸入端，再細(xì)調(diào)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，使該模塊的基波50Hz成分BPF的輸出幅度為最大。3．將方波分解所得的基波、三次諧波分別接至加法器的相應(yīng)輸入端，觀測加法器的輸出波形，并記錄。5．分別將50Hz正弦半波、全波、矩形波和三角波的輸出信號(hào)接至50Hz電信號(hào)分解與合成模塊的輸入端，觀測基波及各次諧波的頻率和幅度，并記錄。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量所得的數(shù)據(jù)，在同一坐標(biāo)紙上繪制方波及其分解后所得的基波和各次諧波的波形，畫出其頻譜圖。3．將所得的基波、三次諧波、五次諧波及三者合成的波形一同繪制在同一坐標(biāo)紙上，并把實(shí)驗(yàn)步驟3所觀測到的合成波形也繪制在