二階網絡特性測量

一、實驗目的

1、掌握二階網絡的構成方法。

2、掌握二階網絡的系統響應特性。

3、了解二階網絡波特圖的測量方法。

二、實驗儀器

1、信號與系統實驗箱一臺。

2、40MHz示波器一臺。

三、實驗原理

在電路系統中，二階系統是一階系統的擴展，與一階系統一樣是構成復雜系統基本單元。一般二階系統的構成電路如下圖：

圖8－1? 二階系統

二階系統的傳輸函數一般可以寫成：

在二階系統中ξ為二階系統的阻尼系統，當0＜ξ＜1時系統處于欠阻尼振蕩，其單位沖激響應是一個振蕩的過程。當ξ＞1時系統處于過阻尼振蕩，其單位沖激響應是一個衰減過程。當ξ＝1時系統處于臨界阻尼狀態。

???? 二階網絡在不同阻尼狀態下的單位沖激響應與單位階躍響應曲線如下圖所示：

二階系統的波特圖如下圖：

實驗電路如下圖所示：

圖8－4? 二階網絡實驗電路

其電路元件取值為：L=150uH,R=10K,C=0.01uF

四、實驗步驟

1、二階網絡波特圖的測量

（1）??? 首先用函數信號發生器模塊產生一正弦信號（通過跳線K302選擇 “正弦波”），輸出信號幅度為2V。加入到此模塊的插孔“輸入1”端。

（2）??? 用示波器測量“輸出1”，測量二階網絡的輸出信號Y(t)。

（3）??? 然后不斷增加信號源的輸出頻率（調節函數信號發生器模塊中的W301，最好以1KHz一個步進），并保持其輸出幅度不變，測量相應頻點，并記錄下輸出信號的幅度、輸出信號與輸入信號的相位差。以頻率與輸出幅度（可換算成相對0點的相對電平值，單位為dB）為變量畫出一曲線，同時以將頻率與輸出輸入信號相位差為變量畫出一曲線。這兩條曲線即為二階網絡的波特圖。

2、二階網絡單位階躍響應測量：通過常用信號分類與觀察模塊選擇“方波”鍵，將方波信號加入到“二階網絡”模塊的“輸入1”端。用示波器測量二階網絡的單位了階躍響應。

4、? 改換不同的元件（上述的操作中，對“輸入1”、“輸出1”操作改成對“輸入2”“輸出2”的操作），這時可以改變二階網絡的阻尼系數（調節電位器W401），重復上述實驗。

一、 實驗報告要求

?1、繪制所觀察的各種頻率響應的曲線和波特圖曲線。