文档介绍：1 实验一零输入响应零状态响应一、实验目的 1 、掌握电路的零输入响应。 2 、掌握电路的零状态响应。 3 、学会电路的零状态响应与零输入响应的观察方法。二、实验内容 1 、观察零输入响应的过程。 2 、观察零状态响应的过程。三、实验仪器 1 、信号与系统实验箱一台(主板)。 2 、系统时域与频域分析模块一块。 3、 20 MHz 示波器一台。四、实验原理 1 、零输入响应与零状态响应: 零输入响应: 没有外加激励的作用, 只有起始状态( 起始时刻系统储能) 所产生的响应。零状态响应:不考虑起始时刻系统储能的作用(起始状态等于零)。 2 、典型电路分析: 电路的响应一般可分解为零输入响应和零状态响应。首先考察一个实例:在下图中由 RC 组成一电路,电容两端有起始电压 Vc(0-), 激励源为 e(t) 。 R ++ e (t)C Vc(0 -) Vc(t) _ 图 2-1-1 RC 电路_ 则系统响应-电容两端电压: 1 ( ) 01 ( ) (0 ) ( ) ttt RC RC C c V t e V e e d RC ??? ?? ???上式中第一项称之为零输入响应, 与输入激励无关, 零输入响应(0 ) t RC c e V ?是以初始电压值开始,以指数规律进行衰减。第二项与起始储能无关, 只与输入激励有关, 被称为零状态响应。在不同的输入信号下, 电路会表征出不同的响应。 2 五、实验步骤 1 、把系统时域与频域分析模块插在主板上,用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源(看清标识,防止接错,带保护电路) ,并打开此模块的电源开关。 2 、系统的零输入响应特性观察(1) 接通主板上的电源, 同时按下此模块上两个电源开关,将“时域抽样定理”模块中的抽样脉冲信号( SK1000 用于选择频段,“频率调节”用于在频段内的频率调节,“脉宽调节”用于脉冲宽度的调节,以下实验都可改变以上的参数进行相关的操作) ,通过导线引入到“零输入零状态响应”的输入端。(2) 用示波器的两个探头, 一个接输入脉冲信号作同步, 一个用于观察输出信号的波形, 当脉冲进入低电平阶段时, 相当于此时激励去掉, 即在低电平时所观察到的波形即为零输入信号。(3) 改变本实验的开关 SK900 的位置, 观察到的是不同情况下的零输入响应, 进行相应的比较 3 、系统的零状态响应特性观察(1 )观察的方法与上述相同,不过当脉冲进入高电平阶段时,相当于此时加上激励,即此时零状态响应应在脉冲的高电平进行。(2) 改变本实验的开关 SK900 的位置, 观察到的是不同系统下的零输入响应, 进行相应的比较。六、实验报告 1 、用两个坐标轴,分别绘制出零输入和零状态的输出波形。 2 、通过绘制出的波形,和理论计算的结果进行比较。七、实验思考题图 2-1-1 所示电路中,根据实验提供的实验元件,计算系统的零状态和零输入过程。八、实验测试点的说明 1 、测试点分别为: “输入”(孔和测试钩) :阶跃信号的输入端。“输出”:零输入和领状态的输出端。“ GND ”:与实验箱的地相连。 2 、调节点分别为: “ S9”:此模块的电源开关。 3 实验二无失真传输系统一、实验目的 1 、了解无失真传输的概念。 2 、了解无失真传输的条件。二、实验内容 1 、观察信号在失真系统中的波形。 2 、观察信号在无失真系统中的波形。三、实验仪器 1 、信号与系统实验箱一台(主板); 2 、系统复域与频域的分析模块一块。 3、 20M 双踪示波器一台。四、实验原理 1 、一般情况下,系统的响应波形和激励波形不相同,信号在传输过程中将产生失真。线性系统引起的信号失真有两方面因素造成, 一是系统对信号中各频率分量幅度产生不同程度的衰减, 使响应各频率分量的相对幅度产生变化, 引起幅度失真。另一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比,使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化, 引起相位失真。线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。而对于非线性系统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真,非线性失真可能产生新的频率分量。所谓无失真是指响应信号与激励信号相比, 只是大小与出现的时间不同, 而无波形上的变化。设激励信号为)(te ,响应信号为)(tr ,无失真传输的条件是)()( 0tt Ke tr??(4-1) 式中 K 是一常数, 0t 为滞后时间。满足此条件时, )(tr 波形是)(te 波形经 0t 时间的滞后, 虽然,幅度方面有系数 K 倍的变化,但波形形状不变。 2 、对实现无失真传输,对系统函数)(?jH 应提出怎样的要求? 设)(tr 与)(te 的傅立叶变换式分别为)()(??jEjR与。借助