信號與控制綜合實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告-在線瀏覽
2024-09-13 09:31本頁面
【正文】 字示波器上顯示出來，并讀出電壓等參數(shù)。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，對三種響應(yīng)有了直觀的認(rèn)識，并加深了對零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)原理的理解，了解了三種響應(yīng)的響應(yīng)曲線以及這三種響應(yīng)之間的聯(lián)系。思考題1．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)定性是否相同？為什么？不相同。實(shí)驗(yàn)二 信號的無失真?zhèn)鬏?1． 任務(wù)和目標(biāo)通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解信號無失真?zhèn)鬏敾驹怼?． 總體方案設(shè)計(jì)一般情況下，系統(tǒng)的響應(yīng)波形和激勵(lì)波形不相同，信號在傳輸過程中將產(chǎn)生失真。另一是系統(tǒng)對各頻率分量產(chǎn)生的相移不與頻率成正比，使響應(yīng)的各頻率分量在時(shí)間軸上的相對位置產(chǎn)生變化，引起相位失真。令輸入信號為X(t)，則輸出為Y(t)=kX(tt0)，取傅立葉變換得頻率響應(yīng)特性為，即幅頻特性為非零常數(shù)，相頻特性是角頻率的線性函數(shù)。（CH2為輸入信號，CH1為輸出信號）輸入信號10kHz時(shí)，不失真輸入信號50kHz時(shí)，不失真輸入信號65kHz時(shí)，不失真輸入信號80kHz時(shí)，失真輸入信號120kHz時(shí)，失真3. 在一定頻率下，改變電路參數(shù)，觀察電路輸出波形的失真情況，分析失真度，并加以總結(jié)輸入信號頻率為50kHz時(shí)，調(diào)節(jié)電位器5． 結(jié)果分析與討論實(shí)際的線性系統(tǒng)，其幅頻與相頻特性都不可能完全滿足不失真?zhèn)鬏敆l件。改變電路的參數(shù)，會導(dǎo)致傳輸函數(shù)變化，頻率響應(yīng)變化，電路對不同頻率信號的失真改變。但是通過人眼觀察很難判定是否失真。根據(jù)尼奎斯特采樣定理，信道的帶寬應(yīng)該大于信息的碼元速率的兩倍以上才能進(jìn)行無失真?zhèn)鬏敗＃?無失真?zhèn)鬏斨傅氖欠扔泄潭ǖ乃p，有固定的時(shí)延，相位是頻率的常數(shù)倍。全通濾波器不衰減任何頻率的信號，而對相位沒有要求，會改變輸入信號的相位。掌握無源和有源濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。這些網(wǎng)絡(luò)可以由RLC元件或RC元件構(gòu)成的無源濾波器，也可由RC元件和有源器件構(gòu)成的有源濾波器。三、方案實(shí)現(xiàn)和具體設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)教程P36）1．將實(shí)驗(yàn)?zāi)K電路板接通電源，用示波器從總體上先觀察各類濾波器的濾波特性。當(dāng)改變信號源頻率時(shí)，應(yīng)觀測一下Vi是否保持穩(wěn)定，數(shù)據(jù)如有改變應(yīng)及時(shí)調(diào)整。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果1. 低通濾波器LPF有源低通無源低通f/Hzvivovo/vif/Hzvivovo/vi1001005002001000500200070040001000500015008000200010000300015000500020000無源LPF和有源LPF幅頻特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無源LPF和有源LPF幅頻特性曲線比較無源，上限截止頻率fH =638Hz；有源, 上限截止頻率fH =1120Hz2. 高通濾波器HPF有源高通無源高通f/Hzvivovo/vif/Hzvivovo/vi10010040020060050010001000200020005000500080008000100001000015000150002200001無源高通濾波器和有源高通濾波器幅頻特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無源高通濾波器和有源高通濾波器幅頻特性曲線比較無源，下限截止頻率fL=3850Hz；有源，下限截止頻率fL =2350Hz3. 帶通濾波器BPF有源帶通無源帶通f/Hzvivovo/vif/Hzvivovo/vi10010050050010001000200015003000180040002000500050001000010000200003000050000無源帶通濾波器和有源帶通濾波器幅頻特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無源帶通濾波器和有源帶通濾波器幅頻特性曲線比較無源，fL=500Hz，fH=5000Hz，故通頻帶BW=4500Hz，特征頻率為1500Hz有源，fL=440Hz，fH=5200Hz，故通頻帶BW=4660Hz，特征頻率為1700Hz4． 帶阻濾波器BEF有源帶阻無源帶阻f/Hzvivovo/vif/Hzvivovo/vi50110020050050010001000150015002000200025003000300040004000500050006000100005000012000050000無源帶阻濾波器和有源帶阻濾波器幅頻特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無源帶阻濾波器和有源帶阻濾波器幅頻特性曲線比較無源，fL=7000Hz，fH=400Hz，故通頻帶BW=6600Hz，特征頻率為1600Hz有源，fL=4750Hz，fH=480Hz，故通頻帶BW=4270Hz，特征頻率為1600Hz 結(jié)果分析與討論無源低通濾波器的截止頻率比有源低通濾波器的截止頻率低；無源高通濾波器的截止頻率比有源高通濾波器的截止頻率高；無源帶通濾波器通帶寬度比有源帶通濾波器小很多；無源帶阻濾波器比有源帶阻濾波器阻帶寬度大。這是因?yàn)闊o源濾波器主要由無源元件R、L和C組成，有源濾波器由集成運(yùn)放和R、C組成，集成運(yùn)放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用，因此有源濾波器的頻率響應(yīng)比無源濾波器更為理想。這是由于實(shí)際電路往往存在一定延時(shí)性造成的。這是因?yàn)閷?shí)際電路元件與標(biāo)稱值均有一定的誤差造成的，同時(shí)實(shí)際元器件跟理論上的元器件的理想表現(xiàn)也存在差異。將有源LPF與有源HPF的輸出端口接在加法器的兩個(gè)輸入端口，加法器的輸出端口輸出濾波信號，即構(gòu)成了BEF。二、總
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