实验九,连续时间系统的模拟

实 验 报 告

实验课程： 信号与系统实验 学生姓名： 学 号： 专业班级： 121班

指导老师：

2014 年 6 月 15 日

南昌大学实验报告

学生姓名： 孙薇 学 号： 6100212177 专业班级： 卓越通信121班 实验类型：□ 验证 □ 综合 □设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：

实验九、连续时间系统的模拟

一、 实验目的

学习根据给定的连续系统的传输函数，用基本运算单元组成模拟装置。

二、 实验原理

1． 线性系统的模拟

系统的模拟就是用基本运算单元组成的模拟装置来模拟实际的系统。这些实际的系统可以是电的或非电的物理量系统，也可以是社会、经济和军事等非物理量系统。模拟装置可以与实际系统的内容完全不同，但是两者之间的微分方程完全相同，输入输出关系即传输函数也完全相同。模拟装置的激励和响应是电物理量，而实际系统的激励和响应不一定是电物理量，但它们之间的关系是一一对应的。所以，可以通过对模拟装置的研究来分析实际系统，最终达到在一定条件下确定最佳参数的目的。对于那些用数学手段较难处理的高阶系统来说，系统模拟就更为有效。

2. 图3-1所示二阶RC低通电路，可以用图3-2所示由运算放大器构成的有源低通滤波电路来模拟。

R5.1KR5.1KU1C0.047FU2

三、 实验仪器

1． GDS-806C数字存储示波器； 2． GPD-3303直流电源；

3． EE10C系列函数信号发生器/计数器； 4． 信号与系统综合实验板。

四、 实验内容

1、计算系统函数和转折频率

(参看所附预习报告)

2、分别测量RC电路及其模拟装置的幅频特性，将结果记录下来，根据数据用Matlab画出频谱图，比较两者是否一致。

二阶RC低通电路 运算放大器构成的有源低通滤波电路

Uo Ui Uo/Ui Uo Ui Uo/Ui f (HZ) 7.25 8 0.90625 4.98 5 0.996 10 7.25 8 0.90625 4.96 5 0.992 100 6.7 8 0.8375 4.32 5 0.8 200 6.3 8 0.7875 4.01 5 0.802 250 5.9 8 0.7375 3.61 5 0.722 300 4.32 8 0. 3.2 5 0. 500 2.48 8 0.31 2.1 5 0.42 1k 1.3 8 0.1625 0.96 5 0.192 2k 0.39 8 0.04875 0.28 5 0.056 5k 0.25 8 0.03125 0.19 5 0.038 10k 0.17 8 0.02125 0.12 5 0.024 20k 0.16 8 0.02 0.12 5 0.024 30k 0.16 8 0.02 0.12 5 0.024 40k 0.16 8 0.02 0.11 5 0.022 50k

(1)以logf为横坐标，vo/vi为纵坐标，画出二阶RC低通电路频谱图如下：

(2)以logf为横坐标，vo/vi为纵坐标，画出由运算放大器构成的有源低通滤波电路频谱图如下：

分析：通过比较这两个电路的频谱图，可以得到

RC电路及其模拟装置的幅频

特性基本一致，实验较为成功，通过这个实验，我对系统函数的求解有了进一步的学习，对模拟框图也有了更深的认识，我也知道系统函数的正负不影响频谱特性。对转折频率也理解的更透彻了。