沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)2 沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.觀察和測(cè)量RLC串聯(lián)電路的階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的波形和有關(guān)參數(shù)，并研究其電路元件參數(shù)變化對(duì)響應(yīng)狀態(tài)的影響；2.掌握有關(guān)信號(hào)時(shí)域的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)原理說明實(shí)驗(yàn)如圖1-1所示為RLC串聯(lián)電路的階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的電路連接圖，圖2-1（a）為階躍響應(yīng)電路連接示意圖；圖2-1（b）為沖激響應(yīng)電路連接示意圖。10K信號(hào)源C2P914L1W9021TP90610mHP9150.1方波信號(hào)圖2-1 (a) 階躍響應(yīng)電路連接示意圖0.1信號(hào)源P912W902L1C2C1R11K1TP91310K10mH1TP906產(chǎn)生沖激信號(hào)方波信號(hào)圖2-1 (b) 沖激響應(yīng)電路連接

2、示意圖其響應(yīng)有以下三種狀態(tài)：（1） 當(dāng)電阻R2 時(shí)，稱過阻尼狀態(tài)；（2） 當(dāng)電阻R = 2 時(shí)，稱臨界狀態(tài)；（3） 當(dāng)電阻R2 時(shí)，稱欠阻尼狀態(tài)?，F(xiàn)將階躍響應(yīng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)定義如下：上升時(shí)間：y(t)從0到第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值y（）所需的時(shí)間。峰值時(shí)間：y(t)從0上升到所需的時(shí)間。調(diào)節(jié)時(shí)間：y(t)的振蕩包絡(luò)線進(jìn)入到穩(wěn)態(tài)值的%誤差圍所需的時(shí)間。最大超調(diào)量： 圖2-1 (c) 沖激響應(yīng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)示意圖沖激信號(hào)是階躍信號(hào)的導(dǎo)數(shù)，所以對(duì)線性時(shí)不變電路沖激響應(yīng)也是階躍響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)。為了便于用示波器觀察響應(yīng)波形，實(shí)驗(yàn)中用周期方波代替階躍信號(hào)。而用周期方波通過微分電路后得到的尖頂脈沖代替沖激信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)容1.階躍

3、響應(yīng)波形觀察與參數(shù)測(cè)量設(shè)激勵(lì)信號(hào)為方波，其幅度為1.5V，頻率為500Hz。實(shí)驗(yàn)電路連接圖如圖2-1（a）所示。 連接P04與P914。 調(diào)節(jié)信號(hào)源，使P04輸出f=500Hz，占空比為50%的脈沖信號(hào)，幅度調(diào)節(jié)為 1.5V；（注意：實(shí)驗(yàn)中，在調(diào)整信號(hào)源的輸出信號(hào)的參數(shù)時(shí)，需連接上負(fù)載 后調(diào)節(jié)） 示波器CH1接于TP906，調(diào)整W902，使電路分別工作于欠阻尼、臨界和過阻尼三種狀態(tài)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格2-1中。表2-1狀 態(tài)參數(shù)測(cè)量欠 阻 尼 狀 態(tài)臨 界 狀 態(tài)過 阻 尼 狀 態(tài)參數(shù)測(cè)量R<316.23tr=ts=R=316.23tr=R>316.23波形觀察1.欠阻尼狀態(tài)2.

4、臨界狀態(tài)3，過阻尼狀態(tài)注：描繪波形要使三種狀態(tài)的X軸坐標(biāo)（掃描時(shí)間）一致。2.沖激響應(yīng)的波形觀察沖激信號(hào)是由階躍信號(hào)經(jīng)過微分電路而得到。激勵(lì)信號(hào)為方波，其幅度為1.5V，頻率為2K。實(shí)驗(yàn)電路如圖2-1（b）所示。連接P04與P912；將示波器的CH1接于TP913，觀察經(jīng)微分后響應(yīng)波形（等效為沖激激勵(lì)信號(hào)）；連接P913與P914；將示波器的CH2接于TP906，調(diào)整W902,使電路分別工作于欠阻尼、臨界和過阻尼三種狀態(tài)；觀察TP906端三種狀態(tài)波形，并填于表2-2中。表2-2欠阻尼狀態(tài)臨界狀態(tài)過阻尼狀態(tài)激勵(lì)波形響應(yīng)波形1.欠阻尼狀態(tài)2.臨界狀態(tài)3.過阻尼狀態(tài)表中的激勵(lì)波形為在測(cè)量點(diǎn)TP913觀測(cè)到的波形（沖激激勵(lì)信號(hào)）。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.描繪同樣時(shí)間軸階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的輸入、輸出電壓波形時(shí)，要標(biāo)明信號(hào)幅度A、周期T、方