频率特性测试方法
测频率的方法
测频率的方法在科学研究和工程实践中，测量频率是一项非常重要的工作。
频率是指单位时间内某一周期性事件发生的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。
测量频率的方法有很多种，下面将介绍几种常用的方法。
首先，最常见的测量频率的方法是使用频率计。
频率计是一种专门用于测量频率的仪器，它可以直接显示待测信号的频率值。
频率计的工作原理是利用输入信号的周期性特征，通过计数或者计时的方式来得到信号的频率。
频率计可以分为数字频率计和模拟频率计两种类型，数字频率计通常具有更高的精度和稳定性，而模拟频率计则更适合于一些特定的应用场景。
其次，除了使用频率计外，还可以通过频谱分析仪来测量频率。
频谱分析仪是一种能够将信号的频率分布情况显示在频谱图上的仪器，通过观察频谱图可以直观地得到信号的频率信息。
频谱分析仪通常可以提供更加详细和全面的频率分布信息，对于复杂信号的分析更加有效。
另外，对于周期性信号，还可以使用示波器来测量频率。
示波器是一种能够显示信号波形的仪器，通过观察信号的周期性波形，可以得到信号的周期，从而计算出频率。
示波器通常能够提供更加直观的波形显示，对于频率的初步估计和观测非常有帮助。
除了上述几种常用的方法外，还有一些其他的测频率方法，比如利用计数器进行频率测量、使用锁相环进行频率跟踪等。
不同的方法适用于不同的应用场景，选择合适的方法可以提高测量的准确性和效率。
总的来说，测量频率是一项非常重要的工作，在实际应用中有很多种方法可以选择。
选择合适的方法需要根据具体的测量要求和条件来进行，同时也需要结合实际经验和技术水平来进行判断。
希望本文介绍的几种方法能够对大家有所帮助，同时也希望大家在实际工作中能够根据具体情况选择合适的方法进行频率测量。
自动控制频率特性测试实验报告
自动控制频率特性测试实验报告1. 引言在现代自动控制系统中，频率特性是一个重要的参数，对于系统的稳定性和性能起着决定性的作用。
频率特性测试实验旨在评估自动控制系统的频率响应，并分析系统在不同频率下的性能。
本实验报告将介绍自动控制频率特性测试实验的目的、实验器材、实验步骤和实验结果分析。
2. 实验目的本实验的主要目的是通过频率响应测试，评估自动控制系统的频率特性以及系统在不同频率下的性能。
具体目标包括：1.测试系统的幅频特性，即系统的增益与频率之间的关系；2.测试系统的相频特性，即系统的相移与频率之间的关系；3.分析系统的频率特性对系统的稳定性和性能的影响。
3. 实验器材本实验所需的器材包括：•信号发生器：用于产生不同频率的输入信号；•可变增益放大器：用于控制输入信号的幅度；•相位巡迥器：用于调节输入信号的相位；•示波器：用于观测输入信号和输出信号；•自动控制系统：接受输入信号并提供相应的控制输出。
4. 实验步骤4.1 准备工作1.确保实验器材连接正确，信号发生器连接到自动控制系统的输入端，示波器连接到自动控制系统的输出端。
2.将可变增益放大器和相位巡迥器分别接入信号发生器的输出端，用于调节输入信号的幅度和相位。
4.2 测试幅频特性1.设置信号发生器的频率为起始频率，将幅度设置为合适的值。
2.将相位巡迥器的相位设置为零，确保输入信号的相位与输出信号相位一致。
3.记录输入信号和输出信号的幅度，并计算增益。
4.逐渐增加信号发生器的频率，重复步骤3，直到达到结束频率。
4.3 测试相频特性1.设置信号发生器的频率为起始频率，将幅度和相位设置为合适的值。
2.记录输入信号和输出信号的相位差，并计算相移。
3.逐渐增加信号发生器的频率，重复步骤2，直到达到结束频率。
4.4 结果记录与分析1.将实验得到的数据记录下来，包括输入信号频率、幅度、输出信号频率、幅度、相位差等。
2.绘制幅频特性曲线图，分析系统的增益随频率变化的规律。
频率特性测试实验报告
频率特性测试实验报告引言频率特性测试是一种常用的电子设备测试方法，用于评估电子设备在不同频率下的性能表现。
本实验旨在通过测试不同频率下的信号响应，来探究被测试物体的频率特性。
实验步骤1.准备测试设备和被测试物体：选择一台信号发生器作为测试设备，并选择一个被测试物体，如一个电子电路板或一个音响设备。
2.连接测试设备和被测试物体：将信号发生器的输出端与被测试物体的输入端相连接。
确保连接稳固可靠。
3.设置信号发生器的频率：根据实验要求，设置信号发生器的频率范围和步进值。
频率范围应覆盖被测试物体可能的工作频率。
4.开始测试：依次设置不同的频率，观察被测试物体的响应情况。
记录下每个频率下的测试数据。
5.分析测试数据：将记录的测试数据整理，并进行进一步的数据分析。
可以绘制频率-响应曲线图，以直观展示被测试物体的频率特性。
6.结果讨论：根据频率-响应曲线图和数据分析结果，讨论被测试物体的频率特性。
可以探讨其在不同频率下的增益、相位差等表现，并与预期的理论模型进行比较。
7.结论：总结被测试物体的频率特性，给出实验结果的解释和评价。
实验数据示例频率 (Hz) 响应幅度 (dB) 相位差 (°)100 0.5 10500 1.2 201000 2.0 302000 1.8 405000 1.0 4510000 0.8 50数据分析与讨论通过绘制频率-响应曲线图，我们可以清楚地观察到被测试物体的频率特性。
从实验数据中可以看出，被测试物体在低频段（100 Hz和500 Hz）响应幅度较小，相位差也较小。
随着频率的增加，响应幅度逐渐增强，相位差也逐渐增大。
当频率达到2000 Hz时，响应幅度达到最大值，相位差也达到最大值。
随后，响应幅度逐渐减小，相位差也逐渐减小。
这种频率特性的变化可能与被测试物体的电路结构和元件特性有关。
与预期的理论模型进行比较后发现，实验结果与理论模型基本一致。
在低频段，被测试物体对输入信号的响应较弱，可能是由于电路的带宽限制或信号衰减等原因。
[定稿]悬臂梁的频率特性测试B5
![[定稿]悬臂梁的频率特性测试B5](https://img.taocdn.com/s3/m/a2583f3b2e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e270.png)
悬臂梁的频率特性测试一、实验目的：测取悬臂梁的振动信号；获得悬臂梁的频率特性；通过对频响函数固有频率图和自功率谱图及相干函数的分析与描绘，初步掌握固有频率的测试方法，并由此了解由振动测试和分析进行机械设备状态监测与故障诊断的一般方法。
二、实验器材：悬臂梁，激振力锤，压电加速度计，电荷放大器，接线盒，A/D采集卡，计算机，压电加速度计：YD系列压电加速度计：YD42 ，A/D采集卡：中泰，电荷放大器：B&K2635。
三、实验原理及方法：数据采集线路简图：更换力锤锤头（橡胶头，钢头）看不同类型激振的试验效果。
四、实验步骤：1、用纱布沾取酒精、丙酮擦净悬臂梁上加速度计安装处，取适量蜡将加速度计贴在悬臂梁上并固定好；2、将激励信号线、响应信号线接至B&K电荷放大器输入端，输出端接至接线盒的0通道，经滤波后送入计算机；3、进入计算机界面并设置参数，设定采样频率，命名文件名，用激振力锤适当敲击悬臂梁并观察力脉冲波形与响应波形；4、敲击悬臂梁，采集数据并保存，计算后绘制响应函数图，读出0-2000Hz内各峰对应的频率值；5、制取力信号的自功率谱；6、制取响应信号的自功率谱，读出各峰值对应的频率值。
五、实验结论：悬臂梁参数如下：长L=200mm, 宽b=40mm, 高h=5mm, 密度ρ=7600kg/m 3 , E=2×1011N/m 2。
计算梁的前三阶固有频率：计算公式：sEI L A f nn ρπ022=其中7.61,4.22,52.3321===A A A ；I 0为梁横截面的惯性矩30121bh I =；s 为横截面面积bh s =。
理论计算值：。
Hz f Hz f Hz •f 7.1817,9.659,7.1031276002510202.0252.332421===⨯⨯⨯⨯=π列出实验测得的固有频率，并与理论值进行比较：悬臂梁不当等诸多因素引起的。
弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。
电路频率特性的测量技术
2．档级滤波器式频谱分析仪
为了减少检波器的数量，将电子开关加在检 波器前，使检波器公用，这种方法原理十分简明， 如图7.19所示。
输入 信号
输入 放大器
BPF1
电
BPF2
子
开
关
BPFn
CRT
检波器
输出 放大器
图7.19 档级滤波器式频谱分析仪框图
3．扫描式频谱分析仪
在档级滤波器式频谱分析仪的基础上，将若干 通带衔接的滤波器用一个中心频率可电控调谐的带通 滤波器代替，通过扫描调谐完成整个频带的频谱分析， 如图7.20所示。
式中
A——频偏的最大变化量； B——频偏的最小变化量； k——扫频的非线性系数。
A
B
fo-△f
fo
fo+△f
图7.15 扫频非线性系数的测量图
2．扫频宽度
扫频宽度也称为扫频频偏，为扫频中心
频率的最高与最低值的差值。
f fmax fmin （7-3）
式中
f ——扫频宽度；
f max——扫频的最高频率；
A
A
0
t
0
t
(b)用频谱仪观察的频谱相同
图7.13 示波器和频谱仪对比观察相位不同的波形
A
A
0
t
0
t
(a)用示波器不容易观察波形的失真
A
A
0
t
0
t
(b)用频谱仪容易观察微小的幅度和相位变化
图7.14 用示波器和频谱仪观察微小失真的波形
7.3.2 频谱分析仪的工作原理
1．滤波式频谱分析
信号输入
频率
频域
电压
时域
图7.1 时间、频率和幅度的三维坐标
频率特性测试_实验报告
频率特性测试_实验报告
实验名称：频率特性测试
实验目的：
1. 掌握频率特性测试的原理和方法。
2. 学习使用示波器进行频率特性测试。
3. 了解放大器的频率响应特性。
实验器材：
1. 示波器
2. 双极性电容
3. 电阻器
4. 信号发生器
5. 放大器
实验原理：
频率特性测试一般用于测试电路、放大器和滤波器等的频率响应特性。
在示波器的帮助下，我们可以通过使用信号发生器生成一个带有不同频率的正弦波进行测试，在不同的频率下测量放大器输出的电压，这样就可以分析出放大器的频率响应特性。
实验步骤：
1. 将信号发生器连接到放大器的输入端，将放大器的输出端连
接到示波器的通道1输入端。
2. 在信号发生器上设置正弦波频率为多个不同的值，例如
100Hz、1kHz、10kHz。
3. 在示波器上设置通道1为AC耦合并调整垂直调节和水平调节，使正弦波信号在屏幕上呈现符合要求的波形。
4. 记录示波器上显示的放大器输出电压，并将记录的数值制成表格，便于后续分析。
实验结果分析：
通过实验数据，我们可以绘制出放大器的幅频响应曲线，以表现放大器在不同频率下的增益特性。
在典型的幅频响应曲线中，我们会发现放大器的增益在低频时趋于平稳，在中频时达到峰值，在高频时进行了急剧的下降。
实验结论：
频率特性测试是一项非常常见的测试方法，适用于测试放大器、滤波器和其它电路的频率响应特性。
通过本次实验，我们学习了使用示波器进行频率特性测试的方法和技巧，掌握了测试和分析放大器幅频响应曲线的能力，为后续电路设计和优化提供了有力的支持。
实验四 系统频率特性测量
实验四系统频率特性测量一、实验目的1、加深了解系统及元件频率特性的物理概念。
2、掌握系统及元件频率特性的测量方法。
二、实验设备1、D1CE-AT-∏型自动控制系统实验箱一台2、带串口计算机一台3、RS232串口线三、实验原理及电路1、被测系统的方块图及原理:系统(或环节)的频率特性G(jω)是一个复变量，可以表示成以角频率3为参数的幅值和相角:G(M=IG(%)I∕G(网本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特牲。
图4-1所示系统的开环频率特性为:B(jω)B(ιω)B(jω)G3)GR3)H(j3)=叼舟I/追采用对数幅频特牲和相频特性表示，则式(4-2)表示为:(4—1) (4-2)图4-1被测系统方块图2。
IgGG3)G∕)Hg)H。
啕需I=2(Hg1BG3-2(Hg1EG3)I (4—3) C⅛Gω)G<jω)HGω)=/*线=∕BQω)-EGω)(4-4)E(j3)将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化，并施加于被测系统的输人端Et)］,然后分别测量相应的反馈信号［b⑴］和误差信号［e(t)］的对数幅值和相位。
频率特性测试仪测试数据经相关运算器后在显示器中显示。
根据式(4—3)和式(4—4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位，在半对数座标纸上作出实验曲线：开环对数幅频曲线和相频曲线。
根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的渐近线，再根据渐近线的斜率和转角频确定频率特性(或传递函数)。
所确定的频率特性(或传递函数)的正确性可以由测量的相频曲线来检验，对最小相位系统而言，实际测量所得的相频曲线必须与由确定的频率特性(或传递函数)所画出的理论相频曲线在一定程度上相符，如果测量所得的相位在高频(相对于转角频率)时不等于一900(q—p)［式中P和q分别表示传递函数分子和分母的阶次］，那么，频率特性(或传递函数)必定是一个非最小相位系统的频率特性。
频率特性法实验报告
一、实验目的1. 了解频率特性法的基本原理和测试方法。
2. 掌握用频率特性法分析系统性能的方法。
3. 熟悉实验仪器和实验步骤。
二、实验原理频率特性法是控制系统分析和设计的重要方法之一。
它通过研究系统在正弦信号作用下的稳态响应，来分析系统的动态性能和稳态性能。
频率特性主要包括幅频特性和相频特性，它们分别反映了系统在正弦信号作用下的幅值和相位变化规律。
三、实验仪器与设备1. 微型计算机2. 自动控制实验教学系统软件3. 超低频信号发生器4. 示波器5. 信号调理器6. 被测系统（如二阶系统、三阶系统等）四、实验内容与步骤1. 实验内容（1）测量被测系统的幅频特性（2）测量被测系统的相频特性（3）绘制幅频特性曲线和相频特性曲线（4）分析系统性能2. 实验步骤（1）连接实验电路，确保各设备正常工作。
（2）使用超低频信号发生器产生正弦信号，频率范围可根据被测系统特性选择。
（3）将信号发生器的输出信号送入被测系统，同时将信号发生器和被测系统的输出信号送入示波器。
（4）调整信号发生器的频率，记录不同频率下被测系统的输出幅值和相位。
（5）将实验数据输入计算机，利用自动控制实验教学系统软件进行数据处理和绘图。
（6）分析系统性能，包括系统稳定性、动态性能和稳态性能。
五、实验结果与分析1. 幅频特性曲线根据实验数据，绘制被测系统的幅频特性曲线。
从曲线中可以看出，随着频率的增加，系统的幅值逐渐减小，并在一定频率范围内出现峰值。
峰值频率对应系统的谐振频率，峰值幅度对应系统的谐振增益。
2. 相频特性曲线根据实验数据，绘制被测系统的相频特性曲线。
从曲线中可以看出，随着频率的增加，系统的相位逐渐变化，并在一定频率范围内出现相位滞后或相位超前。
3. 系统性能分析根据幅频特性和相频特性曲线，可以分析被测系统的性能。
（1）稳定性分析：通过分析相频特性曲线，可以判断系统是否稳定。
如果系统在所有频率范围内都满足相位裕度和幅值裕度要求，则系统稳定。
自控实验典型环节频率特性的测试
实验三 典型环节频率特性的测试一、实验目的1. 掌握典型环节频率特性曲线的测试方法。
2. 根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。
二、实验设备：TKKL-1实验箱一台，超低频示波器一台。
三、实验内容1. 惯性环节的频率特性测试。
2. 由实验测得的频率特性曲线求传递函数。
四、实验原理1. 系统的频率特性一个稳定的线性系统，在正弦信号作用下，它的稳态输出是与输入信号同频率的正弦信号，振幅与相位一般与输入信号不同。
测取不同频率下系统的输出、输入信号的幅值比和相位差，即可求得这个系统的幅频特性和相频特性。
设输入信号t X t x m ωωsin )(=，那么输出信号为)sin()()sin()(ϕωωϕωω+=+=t j G Xm t Y t y m 。
幅频特性 XmYm j G =)(ω， 相频特性)()(ωϕω=∠j G2. 频率特性测试——李沙育图形法将)(t x ω、)(t y ω分别输入示波器的X 、Y 轴，可得如下李沙育图形如图5-1。
①幅频特性测试：由 mm m m X Y X Y j G 22)(==ω，有 m mX Y A L 22lg 20)(lg 20)(==ωω〔dB 〕改变输入信号的频率，即可测出相应的幅值比，测试原理示意图如图5-2。
. 图5-1 李沙育图形 图5-2 幅频特性测试图②相频特性测试：⎩⎨⎧+==)sin()(sin )(ϕωωωωt Y t y t X t x m m ， 当0=t ω时，⎩⎨⎧==ϕsin )0(0)0(m Y y xf(Hz) 1234567891011121214152Ym 〔V 〕 2Xm 〔V 〕 2Ym/2Xm20lg(2Ym/2Xm)ω有mm Y y Y y 2)0(2sin )0(sin )(11--==ωϕ 其中，)0(2y 为椭圆与Y 轴相交点间的长度， 上式适用于椭圆的长轴在一、三象限；当椭圆的 长轴在二、四象限时相位ϕ的计算公式变为图5-3相频特性测试图(李沙育法)相频特性记录表3. 惯性环节：电路如图5-4，传递函数为102.011)()()(+=+==s Ts K s u s u s G i o 假设取C=0.1uF ，R 1=100K ，R 2=200K ，那么系统的转折频率为T f T π2/1==7.96Hz 。
频率特性测试方法
频率特性测试的知识准备
制作频率特性测试仪需要准备的知识可分为下述两类： 一，理解网络频率特性的概念，理论，力求了解较多的频率特性测试方 法，各种方法的特点和它们适用的频率范围和适应对象。有关知识可参 考电路分析和信号与系统类的书藉。 二，从电子工程技术方面，需要了解频率特性测试方法和频率特性测试 仪的有关知识，如频率逐点步进测试和扫频法测试的具体方法步骤，所 需要的仪器设备，专用的频率特性测试仪，如网络分析仪和扫频仪的功 能，种类，特点，方案构成，主要性能指标等。用于不同频率范围的频 率特性测试仪，其实施方案往往大不相同。本题要求制作一个100Hz— 100kHz的频率特性测试仪，属于低频频率特性测试仪，应对构成低频 频率特性测试仪的各种方案有所了解。扫频仪和网络分析仪是专门用于 网络频率特性分析的仪器，扫频信号源和频率合成信号源是其中的关键 技术，应有足够的了解。
对于单输入单输出的二端口网络系统可以通过传输特性和反射特性来描述对于低频电路网络我们只关心电路系统的传输特性它可以用传递函数hs来描述系统的传递函数hs可以通过输入和零状态响应输出来求得无需知道网络内部结构和参数等信息
频率特性测试
东南大学 无线电系 束海泉
Tel:83792479 Email: shq@
频率特性的概念及应用
• 电路系统的性能描述
– 时域 – 频域 – 内部状态的描述------电路定律 – 性能的外部描述------信号与系统理论
频率特性的概念
频率特性是以频率为变量描述系统特性的一种图示方法。频率特性测试 仪用于系统的频率特性测试。频率特性测试方法是一种获得网络频率特性的 实验方法。我们知道，当网络系统的电路结构和电路中的元件参数已知时， 可以根据电路分析的方法，求得电路中各个状态变量，获得关于电路系统的 完整信息。而在很多情况下，无法知道电路的详细结构，或无法获得电路中 各个元件的准确参数，即所要分析的电路系统是属于“黑箱”或“灰箱”问 题。对于单输入单输出的二端口网络系统，可以通过传输特性和反射特性来 描述，对于低频电路网络，我们只关心电路系统的传输特性，它可以用传递 函数H(s)来描述，系统的传递函数H(s)可以通过输入和零状态响应输出来求 得，无需知道网络内部结构和参数等信息。实际上，我们只需考察s沿轴变 化时的H(jω)，这就是系统的频率特性,它是H(s)的一种以频率为变量的图形 描述方法，有着明显的物理意义,是实际中应用最多的系统特性的表示形式。 由于采用这种描述时，无须知道网络内部结构和参数等信息，只需知道系统 的输入与输出，而系统的输入输出又是可以通过测量来得到的，因而频率特 性H(jω)有着重要的理论和实用价值，在工程实践和科学实验中都有着广泛 的应用。通过测量网络的输入和输出经计算得到网络的H(jω)的方法，就是 获得频率特性的实验测试方法。频率特性测试仪即为用于频率特性测试的仪 器。
频率特性的测试实验报告
频率特性的测试实验报告频率特性的测试实验报告摘要：频率特性是描述系统对不同频率信号的响应能力的重要参数。
本实验旨在通过测试不同频率下的信号输入和输出，分析系统的频率特性。
实验结果表明，系统在不同频率下的响应存在一定的差异，频率特性测试可以有效评估系统的性能。
引言：频率特性是衡量系统对不同频率信号的响应能力的重要指标，对于各种电子设备和通信系统的设计和性能评估具有重要意义。
频率特性测试可以帮助我们了解系统在不同频率下的工作情况，为系统优化和故障排除提供依据。
实验方法：1. 实验器材准备：使用函数发生器作为信号源，连接到待测试系统的输入端；使用示波器连接到待测试系统的输出端，用于观测信号响应。
2. 实验参数设置：选择一系列不同频率的信号作为输入信号，设置函数发生器的频率范围和幅度。
3. 实验过程：逐一调节函数发生器的频率，观察示波器上输出信号的变化，并记录下输入信号和输出信号的幅度、相位差等参数。
4. 实验数据处理：根据记录的数据，绘制频率特性曲线，分析系统在不同频率下的响应情况。
实验结果：通过实验测试，我们得到了系统在不同频率下的响应数据，并绘制了频率特性曲线。
以下是实验结果的总结：1. 幅频特性：我们观察到系统在低频时具有较高的增益，随着频率的增加，增益逐渐下降。
在高频范围内，增益趋于平缓或下降较快，这可能是由于系统的带宽限制所致。
2. 相频特性：我们发现系统在不同频率下的相位差存在一定的变化。
在低频时，相位差较小，随着频率的增加，相位差逐渐增大。
这可能是由于系统的传递函数导致的相位延迟效应。
3. 频率响应范围：通过绘制频率特性曲线，我们可以确定系统的频率响应范围。
在曲线上观察到的3dB降低点可以作为系统的截止频率，超过该频率的信号将受到较大的衰减。
讨论与分析：频率特性测试结果对于系统的性能评估和优化具有重要意义。
通过分析实验结果，我们可以得出以下结论和建议：1. 频率特性的变化可能是由于系统中的电容、电感等元件的频率响应特性导致的。
自动控制原理实验报告 (频率特性测试)
自动控制原理实验报告（三）
频率特性测试
一．实验目的
1．了解线性系统频率特性的基本概念。
2．了解和掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）的构造及绘制方法。
二．实验内容及步骤
被测系统是一阶惯性的模拟电路图见图3-2-1，观测被测系统的幅频特性和相频特性，填入实验报告。
本实验将正弦波发生器（B4）单元的正弦波加于被测系统的输入端，用虚拟示波器观测被测系统的幅频特性和相频特性，了解各种正弦波输入频率的被测系统的幅频特性和相频特性。
图3-2-1 被测系统的模拟电路图
实验步骤：
（1）将函数发生器（B5）单元的正弦波输出作为系统输入。
（2）构造模拟电路。
三．实验记录：
ω
ω=1
ω=1.6
ω=3.2
ω=4.5
ω=6.4
ω=8
ω=9.6
ω=16
实验分析：
实验中，一阶惯性环节的幅频特性)(ωL ，相频特性)(ωϕ随着输入频率的变化而变化。
惯性环节的时间常数T 是表征响应特性的唯一参数，系统时间常数越小，输出相应上升的越快，同时系统的调节时间越小。
实验三 频率特性曲线测试
1364957203实验三 频率特性曲线测试3.2.3 二阶闭环系统的频率特性曲线一．实验目的1． 了解和掌握二阶闭环系统中的对数幅频特性)(ωL 和相频特性)(ωϕ，实频特性)Re(ω和虚频特性)Im(ω的计算。
2． 了解和掌握欠阻尼二阶闭环系统中的自然频率ωn 、阻尼比ξ对谐振频率ωr 和谐振峰值L(ωr )的影响及ωr 和L(ωr ) 的计算。
3． 观察和分析欠阻尼二阶开环系统的谐振频率ωr 、谐振峰值L(ωr )，并与理论计算值作比对。
4． 改变被测系统的电路参数，画出闭环频率特性曲线，观测谐振频率和谐振峰值，填入实验报告。
二．实验内容及步骤1．被测系统模拟电路图的构成如图3-2-3所示，观测二阶闭环系统的频率特性曲线，测试其谐振频率r ω、谐振峰值)(r L ω。
2．改变被测系统的各项电路参数，画出其系统模拟电路图，及闭环频率特性曲线，並计算和测量系统的谐振频率r ω及谐振峰值)(r L ω，填入实验报告。
图3-2-3 二阶闭环系统频率特性测试电路实验步骤：（1）将数/模转换器（B2）输出OUT2作为被测系统的输入。
（2）构造模拟电路：按图3-2-3安置短路套及测孔联线，表如下。
（a ）安置短路套 （b ）测孔联线（3）运行、观察、记录：①将数/模转换器（B2）输出OUT2作为被测系统的输入，运行LABACT程序，在界面的自动控制菜单下的线性控制系统的频率响应分析实验项目，选择二阶系统，就会弹出‘频率特性扫描点设置’表。
在该表中用户可根据自己的需要填入各个扫描点频率（本实验机选取的频率值f，以0.1Hz 为分辨率），如需在特性曲线上标注显示某个扫描点的角频率ω、幅频特性L(ω)或相频特性φ(ω)，则可在该表的扫描点上方小框内点击一下（打√）。
设置完后，点击确认后将弹出虚拟示波器的频率特性界面，点击开始，即可按‘频率特性扫描点设置’表规定的频率值，实现频率特性测试。
②测试结束后（约十分钟），可点击界面下方的“频率特性”选择框中的任意一项进行切换，将显示被测系统的闭环对数幅频、相频特性曲线（伯德图）和幅相曲线（奈奎斯特图）。
频率特性测试实验报告
频率特性测试实验报告频率特性测试实验报告摘要：本实验旨在通过频率特性测试，研究和分析不同电路元件和电子设备在不同频率下的响应特性。
通过实验数据的收集和处理，我们可以了解电路的频率响应、频率特性以及其在不同频率下的性能表现。
实验结果显示，在不同频率下，电路元件和电子设备的频率响应存在差异，这对于电路设计和信号处理具有重要意义。
引言：频率特性是指电路或电子设备在不同频率下的响应能力。
了解电路在不同频率下的性能表现，对于电路设计、信号处理和通信系统的优化具有重要意义。
通过频率特性测试，我们可以分析电路的频率响应、幅频特性和相频特性，从而更好地了解电路的工作原理和性能。
实验方法：1. 实验仪器和设备：本实验使用了函数发生器、示波器、电阻、电容、电感等实验仪器和设备。
2. 实验步骤：（1）连接电路：根据实验要求，连接电路并确保电路连接正确。
（2）设置函数发生器：根据实验要求，设置函数发生器的频率和幅度。
（3）测量电压和相位：使用示波器测量电路中的电压和相位差。
（4）记录实验数据：根据实验要求，记录不同频率下的电压和相位差数据。
（5）数据处理：根据实验数据，绘制幅频特性曲线和相频特性曲线，分析电路的频率响应特性。
实验结果与分析：通过实验数据的收集和处理，我们得到了电路在不同频率下的电压和相位差数据，并绘制了幅频特性曲线和相频特性曲线。
实验结果显示，在低频率下，电路的幅频特性较为平缓，而在高频率下，幅频特性逐渐下降。
相位差随频率的变化呈现出一定的规律，这与电路元件的特性有关。
通过对实验结果的分析，我们可以进一步了解电路的频率响应特性。
实验应用：频率特性测试在电路设计、信号处理和通信系统中具有广泛的应用。
通过了解电路在不同频率下的响应特性，我们可以优化电路设计，提高信号处理的效果，以及改进通信系统的性能。
例如，在音频放大器设计中，对于不同频率的音频信号，需要了解放大器的频率响应特性，以保证音频信号的传输质量。
另外，在无线通信系统中，了解天线的频率特性，可以优化天线设计，提高信号的传输距离和稳定性。
电路实验-RC电路的频率特性测试-课件
实验七RC 电路的频率特性测试2一、实验目的1、学会测量RC 串并联电路和双T 型电路的幅频特性。
2、了解RC 电路的带通、带阻特性。
3、学会测量RC 电路的相频特性。
并了解其相频特性的特点。
频率响应（特性）：电路响应与频率的关系。
包括：幅频特性、相频特性。
3u iu oCR RC ++1、RC 串并联电路U U ••oi 转移函数：01R Cω=其中，特征角频率00020111113R CR R C CH ωωωωωωωωωωωωϕω=++=∠−−−∠2//j //j j arctg ()3+()=(j )(j )u H A ωω=(j )(j )=一、实验原理42001j U H ωωU ωωω••==+−o2i ()3()u iu oCR RC++①幅频特性：︱H (j ω)︱随频率变化的特性。
②相频特性：相位差ϕ(j ω)随频率变化的特性。
ϕ0f 0−90o+90of③特征频率f 0的特点：输出幅度最大；相位差为0。
001arctg 3ωωωω()()ϕω=−−000201132(j )arctg ()3+()=(j )(j )H H ωωωωωωωωωωϕω=∠−−−∠曲线曲线013()H ω=ff o︱H (j ω)︱13带通滤波电路5带阻滤波电路2、RC 双T 电路u iu oRRC C ++C’=2CR’=R /2−90o+90o0fϕf 0③特征频率f 0的特点：输出幅度最小；相位差可能+90o ，为也可能是－90o 。
①幅频特性：②相频特性：2001j 1116H ωωωω()()ω=+−001arctg 4ωωωω()()ϕω=−01R C ω=其中，特征角频率0ff 0︱H (j ω)︱16三、实验电路测量u iu o两路通道用于测量相位CH1监视U i 的幅度，保持为1Vrms测量所有交流电压幅度j U H U ω••=o i()（1）幅频特性的测量通过测量不同频率时u i 、u o 的电压幅度，来测得︱H (j ω)︱。
实验三 典型环节(或系统)的频率特性测量
实验三 典型环节（或系统）的频率特性测量一．实验目的1．学习和掌握测量典型环节（或系统）频率特性曲线的方法和技能。
2．学习根据实验所得频率特性曲线求取传递函数的方法。
二．实验内容1．用实验方法完成一阶惯性环节的频率特性曲线测试。
2．用实验方法完成典型二阶系统开环频率特性曲线的测试。
3．用软件仿真方法求取一阶惯性环节频率特性和典型二阶系统开环频率特性，并与实验所得结果比较。
三、实验原理及说明1．实验用一阶惯性环节传递函数参数、电路设计及其幅相频率特性曲线：对于1)(+=Ts Ks G 的一阶惯性环节，其幅相频率特性曲线是一个半圆，见图3.1。
取ωj s =代入，得)()(1)(ωϕωωωj e r T j Kj G =+=(3-2-1)在实验所得特性曲线上，从半园的直径(0)r ，可得到环节的放大倍数K ，K ＝(0)r 。
在特性曲线上取一点k ω，可以确定环节的时间常数T ，kk tg T ωωϕ)(-=。
(3-2-2)实验用一阶惯性环节传递函数为12.01)(+=s s G ，其中参数为R 0=200K Ω，R 1＝200K Ω，C＝1uF ，参数根据实验要求可以自行搭配，其模拟电路设计参阅下图3.2。
在进行实验连线之前，先将U13单元输入端的100K 可调电阻顺时针旋转到底（即调至最大），使输入电阻R 0的总阻值为200K;其中，R1、C1在U13单元模块上。
U8单元为反相器单元，将U8单元输入端的10K 可调电阻逆时针旋转到底（即调至最小），使输入电阻R 的总值为10K;注明：所有运放单元的+端所接的100K 、10K 电阻均已经内部接好，实验时不需外接。
图3.22．实验用典型二阶系统开环传递函数参数、电路设计及其幅相频率特性曲线：对于由两个惯性环节组成的二阶系统，其开环传递函数为12)1)(1()(2221++=++=Ts s T Ks T s T K s G ξ )1(≥ξ 令上式中 s j ω=，可以得到对应的频率特性 )(22)(12)(ωϕωωξωωj e r T j T Kj G =++-=二阶系统开环传递函数的幅相频率特性曲线，如图所示。
自动控制原理实验四_系统频率特性的测试
东南大学自动控制实验室实验报告课程名称：自动控制原理实验实验名称：系统频率特性的测试院〔系〕：自动化学院专业：自动化**：**：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：2021/11/24评定成绩：审阅教师：目录一．实验目的和要求2二．实验原理2三．实验方案与实验步骤3四．实验设备与器材配置4五．实验记录4六．实验分析4七．预习与答复5八．实验结论5一．实验目的和要求实验目的：〔1〕明确测量幅频和相频特性曲线的意义〔2〕掌握幅频曲线和相频特性曲线的测量方法〔3〕利用幅频曲线求出系统的传递函数报告要求：〔1〕画出系统的实际幅度频率特性曲线、相位频率特性曲线，并将实际幅度频率特性曲线转换成折线式Bode图，并利用拐点在Bode图上求出系统的传递函数。
〔2〕用文字简洁表达利用频率特性曲线求取系统传递函数的步骤方法。
〔3〕利用上表作出Nyquist图。
〔4〕实验求出的系统模型和电路理论值有误差，为什么.如何减小误差.〔5〕实验数据借助Matlab作图，求系统参数。
二．实验原理在设计控制系统时，首先要建立系统的数学模型，而建立系统的数学模型是控制系统设计的前提和难点。
建模一般有机理建模和辨识建模两种方法。
机理建模就是根据系统的物理关系式，推导出系统的数学模型。
辨识建模主要是人工或计算机通过实验来建立系统数学模型。
两种方法在实际的控制系统设计中，常常是互补运用的。
辨识建模又有多种方法。
本实验采用开环频率特性测试方法，确定系统传递函数，俗称频域法。
还有时域法等。
准确的系统建模是很困难的，要用反复屡次，模型还不一定建准。
模型只取主要局部，而不是全部参数。
另外，利用系统的频率特性可用来分析和设计控制系统，用Bode图设计控制系统就是其中一种。
幅频特性就是输出幅度随频率的变化与输入幅度之比，即，测幅频特性时，改变正弦信号源的频率测出输入信号的幅值或峰峰值和输输出信号的幅值或峰峰值测相频有两种方法：〔1〕双踪信号比较法：将正弦信号接系统输入端，同时用双踪示波器的Y1和Y2测量系统的输入端和输出端两个正弦波，示波器触发正确的话，可看到两个不同相位的正弦波，测出波形的周期T和相位差Δt，则相位差。
二阶系统的频率响应与频率特性测量
实验四 二阶系统的频率响应与频率特性测量一、 实验目的1掌握频率特性的实验测试方法，进一步理解频率特性的物理意义 2 •掌握根据频率响应实验结果绘制 Bode 图的方法 3•根据二阶系统的 Bode 图，确定系统的数学模型 4 •掌握二阶系统的频域指标与时域指标的对应关系二、 实验仪器与设备1自动控制原理学习机2 •计算机（安装自动控制原理实验系统） 3. 万用表及接线三、 实验原理1. 输入、输出波形直接测试法如图4-1所示，给定的被测对象是一个稳定的系统。
由实验系统提供正弦信号，每选择 一个频率，即可利用实验系统获得输入、 输出随时间变化的曲线， 取输出稳定后同周期的输入、输出曲线如图 4-2。
2.李沙育图形法图4-1测量被控系统的频率响应幅频特性o取被测对象某一选定频率下的输入信号x （t）和输出信号y （t）（去掉不稳定部分），利用实验系统做X-Y图，得到一个椭圆图形，如图4-3所示。
x（t）2Y o2Y mJ L2X m图4-3李沙育图形幅频特性：G(m相频特性：如图4-3，椭圆长轴在第一、三象限,=sin1討若椭圆长轴在第二、四象限，：=180°-sin-1 2丫02Ym ® ）随着角频率的增加，大多数情况下椭圆逆时针运动，表明输出信号信号X（t），相位的计算结果要添加一个负号，如果椭圆顺时针运动，计算结果为正。
幅值取两倍是为了便于测量。
Y（t）滞后于输入（t）超前于X （t），3.测试频率的选取选取合适的实验测试频率范围是准确确定系统频率特性的关键。
控制系统多为低通滤波器，在频率很低时，系统的输出能够复现输入信号，通常，取被测对象转折频率的1/10作为起始测试频率，若对象模型未知，则先确定最大测试频率，方法是先测出输入信号频率为0时输出的幅值Y （0）,逐渐增大输入信号频率，直至输出幅值Y m为丫（0）/ （50-100）,此时频率便可确定为最大测试频率，测试频率可以在0与「max之间选取若干点。
测频率的方法
测频率的方法在日常生活和科学研究中，测量频率是一项非常重要的工作。
频率是指在单位时间内发生的事件次数，它可以用来描述各种周期性现象，如声音的频率、电磁波的频率等。
在不同的领域，测量频率的方法也各有不同，下面将介绍几种常见的测频率的方法。
首先，最常见的测频率的方法之一是使用频率计。
频率计是一种专门用来测量频率的仪器，它可以通过不同的传感器或探头来接收信号，并将其转换成频率显示在仪器的屏幕上。
使用频率计可以快速、准确地测量信号的频率，适用于各种频率范围的测量任务。
其次，另一种常见的测频率的方法是使用示波器。
示波器是一种可以显示信号波形的仪器，通过观察波形的周期来确定信号的频率。
示波器可以直观地显示信号的频率特征，适用于需要观察信号波形的测量任务。
此外，还可以使用频谱分析仪来测量频率。
频谱分析仪是一种可以将信号分解成不同频率成分的仪器，通过观察信号的频谱图来确定信号的频率。
频谱分析仪可以帮助我们了解信号的频率分布特征，适用于需要分析信号频谱的测量任务。
除了以上介绍的仪器外，还可以通过数学方法来测量频率。
例如，可以利用傅里叶变换将信号从时域转换到频域，通过观察频谱图来确定信号的频率成分。
数学方法可以帮助我们深入理解信号的频率特征，适用于需要进行信号处理和分析的测量任务。
综上所述，测量频率是一项重要的工作，在不同的测量任务中可以选择不同的方法来进行测量。
通过使用频率计、示波器、频谱分析仪以及数学方法，可以快速、准确地测量信号的频率，为科学研究和工程应用提供有力的支持。
希望以上介绍的测频率的方法对大家有所帮助。
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– 时域 – 频域 – 内部状态的描述------电路定律 – 性能的外部描述------信号与系统理论
频率特性的概念
频率特性是以频率为变量描述系统特性的一种图示方法。频率特性测试 仪用于系统的频率特性测试。频率特性测试方法是一种获得网络频率特性的 实验方法。我们知道，当网络系统的电路结构和电路中的元件参数已知时， 可以根据电路分析的方法，求得电路中各个状态变量，获得关于电路系统的 完整信息。而在很多情况下，无法知道电路的详细结构，或无法获得电路中 各个元件的准确参数，即所要分析的电路系统是属于“黑箱”或“灰箱”问 题。对于单输入单输出的二端口网络系统，可以通过传输特性和反射特性来 描述，对于低频电路网络，我们只关心电路系统的传输特性，它可以用传递 函数H(s)来描述，系统的传递函数H(s)可以通过输入和零状态响应输出来求 得，无需知道网络内部结构和参数等信息。实际上，我们只需考察s沿轴变 化时的H(jω)，这就是系统的频率特性,它是H(s)的一种以频率为变量的图形 描述方法，有着明显的物理意义,是实际中应用最多的系统特性的表示形式。 由于采用这种描述时，无须知道网络内部结构和参数等信息，只需知道系统 的输入与输出，而系统的输入输出又是可以通过测量来得到的，因而频率特 性H(jω)有着重要的理论和实用价值，在工程实践和科学实验中都有着广泛 的应用。通过测量网络的输入和输出经计算得到网络的H(jω)的方法，就是 获得频率特性的实验测试方法。频率特性测试仪即为用于频率特性测试的仪 器。
• 频率特性与其他描述的关系 • 频率特性的测试方法
– 时域测量---动态测试法 – 频域测量---稳态测试法
时域的动态测试方法
频域的稳态测试方法
DDS用于扫频测量
测量结果的显示
误差分析
频率特性测试
东南大学 无线电系 束海泉
Tel:83792479 Email: shq@
频率特性测试的知识准备
制作频率特性测试仪需要准备的知识可分为下述两类： 一，理解网络频率特性的概念，理论，力求了解较多的频率特性测试方 法，各种方法的特点和它们适用的频率范围和适应对象。有关知识可参 考电路分析和信号与系统类的书藉。 二，从电子工程技术方面，需要了解频率特性测试方法和频率特性测试 仪的有关知识，如频率逐点步进测试和扫频法测试的具体方法步骤，所 需要的仪器设备，专用的频率特性测试仪，如网络分析仪和扫频仪的功 能，种类，特点，方案构成，主要性能指标等。用于不同频率范围的频 率特性测试仪，其实施方案往往大不相同。本题要求制作一个100Hz— 100kHz的频率特性测试仪，属于低频频率特性测试仪，应对构成低频 频率特性测试仪的各种方案有所了解。扫频仪和网络分析仪是专门用于 网络频率特性分析的仪器，扫频信号源和频率合成信号源是其中的关键 技术，应有足够的了解。
频率特性H(jω)又称为频率响应或简称为频响函数，它是个复数，由 幅值和相位两部分构成，分别称为幅频特性和相频特性.在很多情况下， 只需要测量幅频特性。对于高频网络，有时还要测试它的反射特性。本 赛题要求测试的是一个低频网络的幅频特性和相频特性。
外部模型
电路系统的频率特性测试 ------系统性能的外部描述方法 ------一种测试测量的实验方法