实验三
专业：通信工程 学号：2009044543009 姓名：陆海燕
2.5 冲激响应与阶跃响应实验 & 2.6零输入响应、零状态响应和全响应实验
实验目的：
2.5 1）观察典型二阶电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究参数变化对响应状态的影响。
2）掌握系统阶跃响应与冲激响应的观测方法。
2.6 1）掌握零输入响应、零状态响应和全响应的意义。
2）了解零输入响应、零状态响应和全响应三者之间的关系。
实验原理:
2.5 本实验是观察典型的阶跃响应与冲激响应的三种不同状态。
本实验电路采用由运放组成的典型二阶电路如图2-5-2所示，它与RLC串联电路构成的二阶系统（如图2-5-3）完成相同的功能。实验中通过调节电路器Rp便可以使系统处于不同的状态。
由
公式
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得到系统响应的三种状态：
1）当a>w，即Rp>4K时，称为过阻尼状态。
2）当a=w，即Rp=4K时，称为临界状态。
3）当a
表
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测量电位器阻值时，将短路块n断开，这样电位器就从电路中断开，并且测量时应当注意表笔的正负端应当和测量点的正负端一致。测量完后将电路块闭合，使电位器重新接入电路。）
3）5种波形图如下：
1.5K
2K
4K
6K
8K
2.冲激响应观察
1）使示波器发生器输出幅值2V、频率1Hz、占空比1%的脉冲信号，其中每个高电平作为一次冲激输入。由于此系统的响应时间很慢，所以此脉冲信号完全可以代替冲激信号，将脉冲信号接入IN端。
2）用示波器同时测量IN和OUT两端，记录当电位器Rp值分别为1.5K、2K、4K、6K、8K时OUT端的波形。
3）5种波形图如下：
1.5K
2K
4K
6K
8K
2.6 本实验在零输入、零状态及全响应单元完成。
1） 零状态响应的测量
1 将IN接地，按下按钮S给电容放电。
2 将直流信号源的开关拨到直流档，调节电位器使其输出+4V的直流信号。将此信号接入IN端。按下按钮S，用示波器测量OUT端波形，测量到的波形如下图1。表1为各时刻所对应的幅值。
图1
时间（ms）
100
300
500
700
1000
幅值（V）
1.282
4.615
5.077
3.795
3.795
表1
2） 零输入响应的测量
① 保持直流信号接到IN端，按下按钮S，用示波器观察输出信号，待系统稳定后断开按钮。此时电容已充电，系统拥有初态。
② 直流信号将IN断开，将IN接地，这样系统便没有激励。按下按钮S，用示波器测量OUT端波形，测量到的波形如下图2。表2为各时刻所对应的幅值。
图2
时间（ms）
100
300
500
700
1000
幅值（V）
—2.410
—2.103
0.769
0.821
—0.462
表2
3） 全响应的测量
1 利用上述方法对电容从新充电，充电完毕后保持直流信号连接到IN端。按下按钮S，用示波器测量OUT端波形如下图3。表3为各时刻所对应的幅值。
图3
时间（ms）
100
300
500
700
1000
幅值（V）
—1.642
3.077
5.795
4.513
3.333
表3
总结：通过实验2.5，观察到典型二阶电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并且看到了通过电位器Rp使系统处于不同的状态。通过实验2.6，更加清楚了解了零输入响应、零状态响应和全响应三者之间的关系。
浙公网安备 33021202002483