冲激响应实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除

冲激响应实验报告

篇一：冲激响应与阶跃响应实验报告

实验2冲激响应与阶跃响应

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方法。

二、实验原理说明

实验如图1-1所示为RLc串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图2-1（a）为阶跃响应电路连接示意图；图2-1（b）为冲激响应电路连接示意图。

c20.1μ

图2-1(a)阶跃响应电路连接示意图

图2-1(b)冲激响应电路连接示意图

其响应有以下三种状态：

（1）当电阻R＞2（2）当电阻R=2（3）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

c20.1μ

现将阶跃响应的动态指标定义如下：

上升时间tr：y(t)从0到第一次达到稳态值y（∞）所需的时间。

峰值时间tp：y(t)从0上升到ymax所需的时间。

波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

三、实验内容

1.阶跃响应波形观察与参数测量

设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500hz。实验电路连接图如图2-1（a）所示。①连接p04与p914。

②调节信号源，使p04输出f=500hz，占空比为50%的脉冲信号，幅度调节为1.5V；（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载后调节）

③示波器ch1接于Tp906，调整w902，使电路分别工作

于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将实验数据填入表格2-1中。

1.欠阻尼状态

2.临界状态

3，过阻尼状态

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

冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为2K。

实验电路如图2-1（b）所示。①连接p04与p912；

②将示波器的ch1接于Tp913，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）；③连接p913与p914；

④将示波器的ch2接于Tp906，调整w902,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态；

⑤观察Tp906端(:冲激响应实验报告)三种状态波形，并填于表2-2中。

表2-2

1.欠阻尼状态

篇二：冲击响应实验报告

冲激响应研究性实验实验报告

姓名：学号：

摘要：根据实验室现有的实验模块用多种方法研究冲击

响应。要求测量冲击响

应的电流和电压波形，并尽可能地逼近理论波形。必须对实验波形进行理论解释，以证明确实产生了冲击响应。

关键词：冲激响应；研究性实验；自主性实验；实验设计

一、实验理论及准备

获得冲激响应有以下2个方案：

1.单脉冲近似，强迫跃变

Rc电路的冲激响应可分为3个阶段：uc(0?)=0；t=0时由ic(0)=∞给电容电压赋初值uc(0+)；在t≥0+，由uc(0+)放电作零输入响应。是否出现t=0时的无穷大电流为关键的判断依据。

δ(t)函数是单脉冲函数pΔ(t)的极限，

即?(t)?limp?(t)，单脉冲函数的

??0

宽度为Δ，高度为1/Δ。电路受冲激电源Isδ(t)作用产生冲激响应。因实验中无法得到Isδ(t)，不妨用IspΔ(t)来近似。可用按钮控制脉冲宽度Δ，实验中最小Δ可达20ms。对于图1所示电路，利用电源给电容快速充电以模拟冲激响应信号，其中Is=10mA、R0=R=2KΩ，c=1000μF。

实验模拟冲激响应的困难是充电电流不足，故可采用两个方法提高充电电流：一是提高电源

c

激励；二是提高充电速度。

实验表明前者不能提供无穷大电流，不能从根本上解决问题，故有限高度的单脉冲激励无法产生冲激响应；而后者可以通过减小R0使零状态响应的时间常数减小，充电速度

加快，特别地当

图1强迫跃变和冲激响应电路

R0很小时，可以在极短时间内使uc完成充电，其

波形几乎垂直。

通过上述分析，实验中取R0=0，则接通电路的瞬间电路将发生强迫跃变，电容支路出现无穷大电流，在其中接入一个小电阻r以测量电流来判断。

2.冲激源的微分信号近似

由于?(t)?

d?(t)dt

，ε(t)为阶跃函数，故在t=0处导数不存在，也即导

数

为无穷大。可用Rc微分电路对阶跃信号进行求导得到

冲激信号，再用冲激信号作为冲激激励接入Rc电路得到冲

激响应。

据此原理将需要把冲激源的微分信号接入测量电路，同时又要避免两级电路之间的影响。于是考虑使用受控源模块，

利用其输入电阻高的特性以降低影响。

如图2，由前级R0输出微分波形uR0(t)作为冲激电压源，应取τ0很小，使uR0(t)波形的拖尾尽量短。实验过程在后级电路中产生冲激响应后需要让电容c放电，因此后级电路必须采用Rc串联电路，则当μuR0(t)=0时恰好构成Rc 放电回路（若采用Vccs受控源则需要Rc并联电路）。

c

对于前级Rc微分电路，可以证明在

t

?t0

≥

0+时有

uR0(t)?use

是激励usε(t)?(t)，

的阶跃响应（与零状态响应相同），并不是激励的导数usδ(t)。由于uc0(t)+uR0(t)=usε(t)，可以

从t=0?开始分几个时段对uR0(t)

进行分析。从0?～0+，因为根据换路定则，有

uc0(0+)=uc0(0?)=0，故uR0(0+)=us，uR0(t)发生了跃变，类似于usδ(t)；从0+～τ0，由于τ0很小，uR0(t)几乎垂直下降，波形与usδ(t)近似；从τ0～3τ0，uR0(t)作负e 指数衰减，与usδ(t)完全不同，但幅度很小；在t>3τ0后