信号与系统实验综合设计报告.docx

1、信号与系统实验综合设计报告信号与系统实验综合设计二阶电路系统的设计与测试分析年级：本科生2017级班级：通信XX班姓名：XXX学号：XXXXX日期：XXX年XX月XXX日一、实验目的在软硬件常规实验的基础上，运用“信号与系统”的理论知识，设计、分析、测试基本电路系统，初步掌握综合运用理论知识、软件仿真以及硬件测试进行简单系统的设计与分析的基本方法。为同学创造应用实践的契机，培养同学的自学能力和钻研能力。二、基本要求（1）阅读教师给出的参考资料；（2） 通过查找纸质资料和网络资料，独立地提出研究问题的设计方案；（3） 编程实现连续系统的计算机仿真；（4） 完成硬件电路制作与硬件测试；（5） 综合

2、理论基础、软件仿真与硬件测试结果进行分析与讨论；（6） 最后撰写出实验报告。三、设计要点选题一：二阶电路系统的设计与测试分析1、选取一个二阶的LTI连续系统，建立系统模型。2、系统的软件仿真内容可选取时域、频域和S域中的部分内容或全部内容。如在时域中分别研究系统的冲激响应、阶跃响应，以及不同激励信号下的系统零状态响应；在频域中的幅频特性、相频特性等。3、对自己制作的硬件电路，完成系统特性的相关测试。如冲激响应、阶跃响应、频响曲线等。四、实验方案的选取与分析针对这次实验，根据课本的知识，鉴于 RLC 二阶电路具有制作简单，易检错易修理，成本低廉，实验波形明显等优良特点，本实验将选取经典 RLC

3、二阶电路作为本次实验的测试电路。五、电路设计与简单计算分析如下图所示为 RLC 串联电路；其中为激励，电容两端电压为响应，有：;又： ； ；整理可得：;由上式可知，RLC串联电路为典型的二阶LTI连续系统；可得RLC二阶电路的系统函数为：与典型二阶系统：做比较，得，其中为系统无阻尼振荡频率，为系统阻尼比。因此根据电路参数R、L、C的数值，可以确定二阶系统的无阻尼振荡频率和阻尼比，于是，二阶系统的相应特性可以由和两个参数确定，要使二阶系统具有满意的动态性能指标，必须选择合适的参数。本实验将对过阻尼的RCL二阶电路进行仿真与选择部分进行测试。六、Matlab软件仿真与结果过阻尼（R=200,L=1

4、0mH,C=1mF），此时1.输入冲激和阶跃信号Vpp=1v，f=50hz2.输入方波信号Vpp=1v，f=50hz3.输入三角波信号Vpp=1v，f=50hz4.输入正弦波信号Vpp=1v，f=50hz5.幅频特性曲线七、实验测量结果实际电路图：1.输入三角波Vpp=4v，f=1khz2.输入正弦波Vpp=4v，f=1khz3.输入方波Vpp=4v，f=1khz4.输入脉冲信号Vpp=4v，f=1khz5.频幅特性数据记录及对应曲线频率f/hz0.10.150.20.250.30.350.40.5幅度V/v0.81.161.481.82.042.362.42.54频率f/khz0.550.80.91.022.533.5幅度V/v2.883.082.962.031.661.381.161.02八、测量结果分析 由于元件的实际数值与标识参数存在一定误差，加之冲激信号是近似取的，所以针对欠阻尼 状态的 RLC 电路的冲激响应，实测结果与仿真结果有一定出入，不过其他测试结果与仿真 结果吻合度较高，实验较为理想。 九、实验总结 通过这次实验，我掌握了如何选用模型，并且把模型变成实质性的电路；掌握了仿真软件的 使用方法，加深了对信号系统实验的认识；也掌握了matlab的使用方法，懂得了如何编写程序等等。而且实验进行得很顺利，期间也没出现大的错误，总之很愉快，也学到了很多新的技能与知识。