信号与系统实验综合设计报告Word格式.docx

信号与系统实验综合设计报告Word格式.docx

《信号与系统实验综合设计报告Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号与系统实验综合设计报告Word格式.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

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=200Ω,L=10mH,C=1mF），此时

1.输入冲激和阶跃信号

Vpp=1v，f=50hz

2.输入方波信号

3.输入三角波信号

4.输入正弦波信号

5.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=1khz

2.输入正弦波

3.输入方波

4.输入脉冲信号

5.频幅特性数据记录及对应曲线

频率f/hz

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.5

幅度V/v

0.8

1.16

1.48

1.8

2.04

2.36

2.4

2.54

频率f/khz

0.55

0.9

1.0

2

2.5

3

3.5

2.88

3.08

2.96

2.03

1.66

1.38

1.02

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。