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实验二 阶跃响应与冲激响应
一、实验目的
1、观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；
2、掌握有关信号时域的测量分析方法。
二、实验仪器
1、信号源及频率计模块S2 1块 2、模块一S5 1块 3、数字万用表 1台 4、双踪示波器 1台
三、实验原理
以单位冲激信号?(t)作为激励，LTI连续系统产生的零状态响应称为单位冲激响应，简称冲激响应，记为h(t)。冲激响应示意图如图2-1：
?(t)(1)0th(t)?(t)LTI系统h(t)0t
图2-1冲激响应示意图
以单位阶跃信号u(t)作为激励，LTI连续系统产生的零状态响应称为单位阶跃响应，简称阶跃响应，记为g(t) 。阶跃响应示意图如图2-2：
u(t)g(t)u(t) 10tLTI?? g(t)0t
图2-2阶跃响应示意图
阶跃激励与阶跃响应的关系简单地表示为：
g(t)?H?u(t)? 或者 u(t)?g(t)
a
. .
如图2-3所示为RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应实验电路图，其响应有以下三种状态：
1、当电阻R＞2
L
时，称过阻尼状态； C
L
时，称临界状态； C
L
时，称欠阻尼状态。 C
2、当电阻R = 2
3、当电阻R＜2
图2-3(a) 阶跃响应电路连接示意图
图2-3(b) 冲激响应电路连接示意图
冲激信号是阶跃信号的导数，即
g(t)???h(?)d?，所以对线性时不变电路冲
0t激响应也是阶跃响应的导数。为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。
四、实验内容
1、阶跃响应实验波形观察与参数测量 设激励信号为方波，频率为500Hz。 实验电路连接图如图2-3（a）所示。
① 调整激励信号源为方波（即从S2模块中的P2端口引出方波信号）；调节频
a
. .
率调节旋钮ROL1，使频率计示数f=500Hz。
②连接S2模块的方波信号输出端P2至S5模块中的P12。
③示波器CH1接于TP14，调整W1，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，观察各种状态下的输出波形，用万用表测量与波形对应的P12和P13两点间的电阻值（测量时应断开电源），并将实验数据填入表格2-1中。
④TP12为输入信号波形的测量点，可把示波器的CH2接于TP12上，便于波形比较。 1）欠阻尼状态 R=0.298
R=1.216
2）临界状态 R=2.23
a
K?K?
. .
3）过阻尼状态 R=3.20
R=4.75
注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致。
2、冲激响应的波形观察
a
K?K?
. .
冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。 实验电路如图2-3（b）所示。
①将信号输入接于P10。（输入信号频率与幅度不变）；
②将示波器的CH1接于TP11，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）； ③连接P11与P12。
④将示波器的CH2接于TP14，调整W1,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态。
⑤观察电路处于以上三种状态时激励信号与响应信号的波形，并填于表1）欠阻尼状态 R=164.5
R=534
K 2）临界状态 R=1.974
a
K
2-2中。 ??
实验二阶跃响应与冲激响应（有数据） - 图文
