主頁 > 技術文章 > 階躍響應（yīng）與衝激響應--信號（hào）與係統實驗箱（xiāng）2025-07-10

階躍響應與衝激響應--信號與（yǔ）係統實驗箱（xiāng）

一、實驗目的
1.觀察和測量RLC串聯電路的（de）階躍響應與衝激響應的波形和有關參數，並研究其（qí）電路元件參數變化對（duì）響應狀態的影響（xiǎng）；
2.掌（zhǎng）握有關信號時域的（de）測量方法。
二、實驗原理說明
實（shí）驗如（rú）圖1-1所示為RLC串聯電路的階躍響應與衝激響應的電路連接圖，圖（tú）1-1（a）為階躍響應電路連接示意圖（tú）；圖1-1（b）為衝激響應電路連接示意圖。

圖1-1（a）階躍響應電路（lù）連接示意圖

圖1-1（b）衝激響應電路（lù）連接示意（yì）圖
其響應有以下三種狀態（tài）：
（1）當電阻R＞

2 時，稱過阻尼狀態；
（2）當電阻（zǔ）R＞

2 時，稱臨（lín）界狀態；
（3）當電阻R＞

2 時，稱欠阻尼狀態。
衝激（jī）信號是階躍信號的導數，所以對線性時不變電路衝激響應也（yě）是階躍響應的導數。為了便於用示波器觀察響應波形（xíng），實驗中采用周期方波代替（tì）階躍信號。而采用周期（qī）方波通過微分電路後得到的尖頂脈衝代替衝激信號。
三、實驗內容
1.階躍響應波形觀察與參數測量
設激勵信號為方（fāng）波，其幅度為1.5V（峰值），頻率為500Hz。
實驗（yàn）電（diàn）路（lù）連接圖如圖（tú）1-1（a）所示。
①連（lián）接函數（shù）發生器 H701 與 P103。
②調整激勵信號源為（wéi）方（fāng）波（將SW703、SW702設置於“方波”位置），調節（jiē）頻率（lǜ）旋鈕，使f=500Hz，調節幅度旋鈕，使（shǐ）信號幅度為1.5V。（注意（yì）：實驗中，在調整函數（shù）發生器的輸出信號的參數時，需連接（jiē）上負載後調節（jiē）。）
③示波器CH1接於TP104，調整10K電位器，使電路分別工作於欠阻尼、臨（lín）界和過阻尼三種狀態，並將實驗數據（jù）填入表格1-1中。
④TP103為（wéi）輸入信號波形的測量點，可把示波器的CH2接於TP103上，便於波形比較。
表1-1

注：描繪（huì）波形，要使（shǐ）三種狀態的X軸坐標（掃描時間）一致。
2.衝激響應的波形觀察
衝激信號是由階躍信號經過微分電路（lù）而得到。
實驗電路如圖1-1（b）所示。
①將信號輸（shū）入H701接於P101。（頻率與幅度不變）；
②將示（shì）波器的CH1接於TP102，觀（guān）察經微分後的響應波形（xíng）（等效（xiào）為衝激激勵信（xìn）號）；
③連接P102與P103；
④將（jiāng）示波器的CH2接於TP104，調整10K電位器，使電路分別（bié）工作於欠阻尼、臨界和過阻尼三種狀（zhuàng）態下；
⑤觀察TP104端（duān）三種狀態下的輸出波形，並填於1-2中。
表（biǎo）1-2

表中的（de）激勵波形為在測量點TP102觀測到的波形（衝激激勵信號）。
四（sì）、實驗報告要求
1.描繪同樣時（shí）間軸階躍響應（yīng）與衝（chōng）激響（xiǎng）應的輸入、輸出電壓（yā）波形時，要標明信號（hào）幅度A、周期T、方波脈寬T1以及微分電路的τ值。
2.分（fèn）析實驗結果，說明電路參數變化對狀態的影響。
五、實驗設備
1.雙蹤示（shì）波器1台
2.信號與（yǔ）係統實驗箱1台

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