时域波形的参数测量实验报告s

合集下载

连续时间系统的时域分析实验报告

连续时间系统的时域分析实验报告

连续时间系统的时域分析实验报告实验目的本实验旨在通过对连续时间系统的时域分析,研究信号在时域上的特性,包括信号的时域图像、平均功率、能量以及系统的时域响应。

实验原理连续时间系统是指输入输出都是连续时间信号的系统。

在时域分析中,我们关注的是信号在时间上的变化情况。

通过观察信号的时域图像,我们可以了解信号的波形和时域特性。

实验装置与步骤实验装置•函数发生器•示波器•连接线实验步骤1.将函数发生器和示波器连接起来,并确保连接正常。

2.设置函数发生器的输出信号类型和幅度,选择合适的频率和幅度。

3.打开示波器并调整合适的触发方式和触发电平。

4.观察示波器上的信号波形,并记录下观察到的时域特性。

实验数据与分析实验数据根据实验装置和步骤,我们得到了如下的实验数据:时间(ms)电压(V)0 01 12 23 14 05 -1实验分析根据实验数据,我们可以绘制出信号的时域图像。

从图像中可以看出,信号在时域上呈现出一个周期性的波形,且波形在[-1, 2]范围内变化。

由此可知,输入信号是一个连续时间周期信号。

接下来,我们可以计算信号的平均功率和能量。

平均功率表示信号在一个周期内平均消耗的功率,而能量表示信号的总能量大小。

首先,我们计算信号的平均功率。

根据公式,平均功率可以通过信号在一个周期内的幅值的平方的平均值来计算。

在本实验中,信号的周期为5ms,幅值范围为[-1, 2],所以信号的平均功率为:平均功率= (∫[-1, 2] x^2 dx) / T由此可知,信号的平均功率为(1^2 + 2^2 + 1^2 + 0^2 + (-1)^2) / 5 = 1.2。

接下来,我们计算信号的能量。

根据公式,信号的能量可以通过信号在时间上的幅值的平方的积分来计算。

在本实验中,信号在整个时间范围内的幅值范围为[-1, 2],所以信号的能量为:能量= ∫[-1, 2] x^2 dx由此可知,信号的能量为(1^2 + 2^2 + 1^2 + 0^2 + (-1)^2) = 7。

离散时间信号的时域分析实验报告

离散时间信号的时域分析实验报告

离散时间信号的时域分析实验报告实验报告:离散时间信号的时域分析一、实验目的本实验旨在通过MATLAB软件,对离散时间信号进行时域分析,包括信号的显示、基本运算(如加法、减法、乘法、反转等)、以及频域变换(如傅里叶变换)等,以加深对离散时间信号处理的基本概念和原理的理解。

二、实验原理离散时间信号是在时间轴上离散分布的信号,其数学表示为离散时间函数。

与连续时间信号不同,离散时间信号只能在特定的时间点取值。

离散时间信号的时域分析是研究信号的基本属性,包括幅度、时间、频率等。

通过时域分析,我们可以对信号进行各种基本运算和变换,以提取有用的信息。

三、实验步骤1.信号生成:首先,我们使用MATLAB生成两组简单的离散时间信号,一组为正弦波,另一组为方波。

我们将这些信号存储在数组中,以便后续分析和显示。

2.信号显示:利用MATLAB的绘图功能,将生成的信号在时域中显示出来。

这样,我们可以直观地观察信号的基本属性,包括幅度和时间关系。

3.基本运算:对生成的信号进行基本运算,包括加法、减法、乘法、反转等。

将这些运算的结果存储在新的数组中,并绘制出运算后的信号波形。

4.傅里叶变换:使用MATLAB的FFT(快速傅里叶变换)函数,将信号从时域变换到频域。

我们可以得到信号的频谱,进而分析信号的频率属性。

5.结果分析:对上述步骤得到的结果进行分析,包括比较基本运算前后的信号波形变化,以及傅里叶变换前后的频谱差异等。

四、实验结果1.信号显示:通过绘制图形,我们观察到正弦波和方波在时域中的波形特点。

正弦波呈现周期性的波形,方波则呈现明显的阶跃特性。

2.基本运算:通过对比基本运算前后的信号波形图,我们可以观察到信号经过加法、减法、乘法、反转等运算后,其波形发生相应的变化。

例如,两个信号相加后,其幅度和时间与原信号不同。

反转信号则使得波形在时间轴上反向。

3.傅里叶变换:通过FFT变换,我们将时域中的正弦波和方波转换到频域。

正弦波的频谱显示其频率为单一的直流分量,方波的频谱则显示其主要频率分量是直流分量和若干奇数倍的谐波分量。

一阶系统的时域响应实验报告

一阶系统的时域响应实验报告

一阶系统的时域响应实验报告实验目的:通过实验观察一阶系统的时域响应情况,掌握一阶系统的传递函数及其参数对响应的影响。

实验器材:示波器、信号发生器、直流电源、一阶滤波器。

实验原理:一阶系统的传递函数为H(s)=K/(Ts+1),其中K为系统的增益,T为系统的时间常数。

系统的单位阶跃响应为h(t)=K(1-e^(-t/T))。

实验步骤:1、按照实验电路连接图连接电路。

2、将示波器接在电路输出端,用信号发生器产生一个频率为1kHz的正弦波作为输入信号,调节直流电源,使得输入信号幅值为1V。

3、测量电路输出波形,记录幅值、峰值、频率等数据。

4、将输入信号改为单位阶跃信号,在示波器上观察并记录输出信号的响应过程,测量电路的时间常数T。

实验结果及分析:1、在实验中,我们按照传统的RC低通滤波器的电路连接方式,将滤波器动态系统搭建起来。

2、对于一个RC电路,可以证明其传递函数为H(s)=1/(RCs+1)。

因此在实验中,我们可以通过改变RC电路的$RC$值来改变系统的时间常数,并观察其对系统响应的影响。

3、实验中我们观察到,当输入信号为正弦波时,系统能够对信号进行较好的滤波,输出信号幅值与频率的比例关系为a1=f^-1。

4、当输入信号为单位阶跃信号时,我们能够观察到系统的单位阶跃响应。

在实验中,我们通过观察输出信号的时间常数,可以得到系统的时间常数T。

5、实验中,我们还观察到了系统的过渡过程。

在输入信号发生变化后,系统的输出信号不会立即改变,而是经过一段时间才能够达到稳态。

在实验中,我们通过调节系统的时间常数来观察过渡过程的变化,从而获得了对一阶系统的更深刻的认识。

实验结论:通过本实验,我们详细地了解了一阶系统的时间常数、单位阶跃响应等数学概念,同时还深入掌握了一阶系统的响应机理。

此外,我们还利用实验数据验证了一阶系统的传递函数的正确性,并进一步掌握了如何通过调节时间常数来改变系统响应的技巧。

时域分析实验报告

时域分析实验报告

时域分析实验报告时域分析实验报告引言:时域分析是一种常用的信号处理方法,通过观察信号在时间上的变化,可以得到信号的时域特性。

本实验旨在通过对不同信号进行时域分析,探究信号的频率、幅度和相位等特性,并研究信号在不同系统中的传输和变换过程。

一、实验目的1. 了解时域分析的基本原理和方法;2. 掌握使用示波器进行时域分析的操作技巧;3. 研究不同信号的时域特性,并分析其频率、幅度和相位等参数;4. 分析信号在不同系统中的传输和变换过程。

二、实验仪器和材料1. 示波器2. 信号发生器3. 电阻、电容、电感等元件4. 连接线三、实验步骤1. 将信号发生器输出的正弦信号连接到示波器的输入端,调节信号发生器的频率和幅度;2. 使用示波器观察信号的波形,并记录下波形的周期、幅度和相位等参数;3. 将信号发生器的输出信号经过一个电阻、电容或电感等元件,再连接到示波器的输入端,观察信号在不同系统中的变换过程;4. 根据观察到的波形和参数,分析信号在不同系统中的传输特性和变换规律。

四、实验结果与分析1. 在观察正弦信号的时域波形时,我们可以发现信号的周期与信号发生器的频率有关,频率越高,周期越短;幅度与信号发生器的幅度设置有关,幅度越大,波形的振幅越大;相位则反映了信号的起始相位,可以通过示波器上的相位测量功能进行测量。

2. 当信号经过电阻、电容或电感等元件时,信号的波形和参数会发生变化。

例如,当信号经过电阻时,波形会变得衰减,幅度减小;当信号经过电容时,波形会发生相位移动,相位会发生改变;当信号经过电感时,波形会发生振荡,频率会发生改变。

3. 通过对不同系统中信号的观察和分析,我们可以得出不同系统对信号的影响规律。

例如,电阻对信号的影响主要体现在幅度的衰减上,电容和电感对信号的影响主要体现在相位和频率上。

这些规律对于电路设计和信号处理具有重要意义。

五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了时域分析的原理和方法,并通过实际操作掌握了使用示波器进行时域分析的技巧。

线性系统时域分析实验报告

线性系统时域分析实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除线性系统时域分析实验报告篇一:自动控制原理实验报告《线性控制系统时域分析》实验一线性控制系统时域分析1、设控制系统如图1所示,已知K=100,试绘制当h 分别取h=0.1,0.20.5,1,2,5,10时,系统的阶跃响应曲线。

讨论反馈强度对一阶系统性能有何影响?图1答:A、绘制系统曲线程序如下:s=tf(s);p1=(1/(0.1*s+1));p2=(1/(0.05*s+1));p3=(1/(0.02*s+1) );p4=(1/(0.01*s+1));p5=(1/(0.005*s+1));p6=(1/(0.002 *s+1));p7=(1/(0.001*s+1));step(p1);holdon;step(p2); holdon;step(p3);holdon;step(p5);holdon;step(p6);hol don;step(p7);holdon;b、绘制改变h系统阶跃响应图如下:stepResponse1.41.21Amplitude0.80.60.40.200.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5Time(seconds)结论:h的值依次为0.1、0.2、0.5、1、2、5、10做响应曲线。

matlab曲线默认从第一条到第七条颜色依次为蓝、黄、紫、绿、红、青、黑,图中可知随着h值得增大系统上升时间减小,调整时间减小,有更高的快速性。

2?n?(s)?22,设已知s?2??ns??n2、二阶系统闭环传函的标准形式为?n=4,试绘制当阻尼比?分别取0.2,0.4,0.6,0.8,1,1.5,2,5等值时,系统的单位阶跃响应曲线。

求出?取值0.2,0.5,0.8时的超调量,并求出?取值0.2,0.5,0.8,1.5,5时的调节时间。

讨论阻尼比变化对系统性能的影响。

答:A、绘制系统曲线程序如下:s=tf(s);p1=16/(s^2+1.6*s+16);p2=16/(s^2+3.2*s+16);p3=16/(s^ 2+4.8*s+16);p4=16/(s^2+6.4*s+16);p5=16/(s^2+8*s+16) ;p6=16/(s^2+12*s+16);p7=16/(s^2+16*s+16);p8=16/(s^2 +40*s+16);step(p1);holdon;step(p2);holdon;step(p3); holdon;step(p4);holdon;step(p5);holdon;step(p6);hol don;step(p7);holdon;step(p8);holdon;b、绘制系统阶跃响应图如下:c、?取值为0.2、0.5、0.8、1.5、5时的参数值。

电磁仿真实践报告一

电磁仿真实践报告一
L/4处电压时域波形
3L/4处电压时域波形
S参数图形(S11是’b’)
十、实验结论:
均匀平板传输线,电磁波沿z轴方向传播只存在Y方向的磁场和X方向的电场,当终端匹配时波传至终端被吸收,当终端短路时,波传至终端反射回来且Ex反向。
带挡板的平行板传输线,由于不连续性的出现,沿X方向场的均匀性招到破坏,沿y方向场的均匀性仍然保持,此时平行板传输线中的场分量有Ex,Ez,Hy。
Maxwell方程FDTD的差分格式:
图8-1 Yee模型
麦克斯韦第一、二方程 (7)
式中, 是电流密度,反映电损耗, 是磁流密度,单位 ,反映磁损耗。主要与上式对应。各向同性介质中的本构关系:
(8)
是磁阻率,计算磁损耗的。
以 为变量,在直角坐标中,展开麦克斯韦第一、二方程,分别为
(9)
(10)
令 代表 在直角坐标中的任何一个分量,离散符号取为
eps0=8.85e-12;% ×ÔÓɿռä½éµç³£Êý
d=0.18;l=6;T=0.5e-9;
t0=3*T;fmax=1e9;
bc=0.3;dz=bc/20;
Nx=d/dz;
Nz=l/dz;dt=dz/(2*c);
Nt1=6*T/dt+100;
Nt=6*T/dt+800+100;
Ex=zeros(Nx,Nz+1);
Ver(n)=d*Ex(Nz*3/4);
figure(1);plot(Ex)
axis([0 400 -1 1])
figure(2);plot(Hy)
pause(0.0001)
axis([0 400 -0.01 0.01])
end
figure(3); plot((1:Nt1)*dt,Ver)

线性系统的时域分析实验报告

线性系统的时域分析实验报告

线性系统的时域分析实验报告线性系统的时域分析实验报告引言:线性系统是控制理论中的重要概念,它在工程领域中有广泛的应用。

时域分析是研究线性系统的一种方法,通过对系统输入和输出的时域信号进行观察和分析,可以得到系统的动态特性。

本实验旨在通过对线性系统进行时域分析,探究系统的稳定性、阶数和频率响应等特性。

实验一:稳定性分析稳定性是线性系统的基本性质之一,它描述了系统对于不同输入的响应是否趋于有界。

在本实验中,我们选取了一个简单的一阶系统进行稳定性分析。

首先,我们搭建了一个一阶系统,其传递函数为H(s) = 1/(s+1),其中s为复变量。

然后,我们输入了一个单位阶跃信号,观察系统的输出。

实验结果显示,系统的输出在输入信号发生变化后,经过一段时间后稳定在一个有限的值上,没有出现发散的情况。

因此,我们可以判断该系统是稳定的。

实验二:阶数分析阶数是线性系统的另一个重要特性,它描述了系统的动态响应所需的最小延迟时间。

在本实验中,我们选取了一个二阶系统进行阶数分析。

我们搭建了一个二阶系统,其传递函数为H(s) = 1/(s^2+2s+1)。

然后,我们输入了一个正弦信号,观察系统的输出。

实验结果显示,系统的输出在输入信号发生变化后,经过一段时间后才稳定下来。

通过进一步分析,我们发现系统的输出波形具有两个振荡周期,这表明系统是一个二阶系统。

实验三:频率响应分析频率响应是线性系统的另一个重要特性,它描述了系统对于不同频率输入信号的响应情况。

在本实验中,我们选取了一个低通滤波器进行频率响应分析。

我们搭建了一个低通滤波器,其传递函数为H(s) = 1/(s+1),其中s为复变量。

然后,我们输入了一系列不同频率的正弦信号,观察系统的输出。

实验结果显示,随着输入信号频率的增加,系统的输出幅值逐渐减小,表明系统对高频信号有较强的抑制作用。

这一结果与低通滤波器的特性相吻合。

结论:通过以上实验,我们对线性系统的时域分析方法有了更深入的了解。

系统时域响应实验报告(3篇)

系统时域响应实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解系统时域响应的基本概念和常用分析方法。

2. 掌握利用MATLAB软件进行系统时域响应分析的方法。

3. 分析不同类型系统的时域响应特性,并掌握系统性能指标的计算方法。

二、实验原理系统时域响应是指系统对输入信号的响应,通常用输出信号随时间变化的曲线表示。

时域响应分析是系统分析与设计中重要的环节,通过对系统时域响应的分析,可以了解系统的动态性能、稳定性和过渡过程等特性。

时域响应分析主要包括以下内容:1. 系统的阶跃响应:阶跃响应是指系统在单位阶跃信号作用下的输出响应,反映了系统在稳态和过渡过程中的动态特性。

2. 系统的脉冲响应:脉冲响应是指系统在单位脉冲信号作用下的输出响应,反映了系统的瞬态特性。

3. 系统的阶跃恢复响应:阶跃恢复响应是指系统在阶跃信号消失后的输出响应,反映了系统的恢复特性。

三、实验设备与软件1. 实验设备:计算机、MATLAB软件2. 实验内容:系统时域响应分析四、实验步骤1. 阶跃响应分析(1)建立系统的传递函数模型;(2)利用MATLAB的step函数绘制阶跃响应曲线;(3)分析阶跃响应曲线,计算系统的性能指标,如上升时间、峰值时间、调节时间、超调量等。

2. 脉冲响应分析(1)建立系统的传递函数模型;(2)利用MATLAB的impulse函数绘制脉冲响应曲线;(3)分析脉冲响应曲线,了解系统的瞬态特性。

3. 阶跃恢复响应分析(1)建立系统的传递函数模型;(2)利用MATLAB的step函数绘制阶跃恢复响应曲线;(3)分析阶跃恢复响应曲线,了解系统的恢复特性。

五、实验结果与分析1. 阶跃响应分析(1)系统阶跃响应曲线如图1所示,上升时间为0.5s,峰值时间为1s,超调量为20%,调节时间为3s。

图1 系统阶跃响应曲线(2)根据阶跃响应曲线,计算系统的性能指标如下:上升时间:t_r = 0.5s峰值时间:t_p = 1s超调量:M = 20%调节时间:t_s = 3s2. 脉冲响应分析(1)系统脉冲响应曲线如图2所示,系统在脉冲信号作用下的瞬态特性较好。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
{
int Sum=0;
int i;
for (i=0; i<Length;/*input your code*/ i++)
{
Sum += *pBuffer;/*input your code*/
pBuffer++;
}
return Sum/Length;/*input your code*/
}
float GetRMS(short *pBuffer, int Length, int ZeroValue)
(3)对正弦波、三角波而言,其顶值、低值就是最大和最小值。
【注意:每次完成实验后,按上面的格式手写并上交实验报告。】
int GetRising(short *pBuffer, int Length, int yPer10, int yPer90, int *pxPer10, int *pxPer90)
{
int Index=0;
while (Index < Length && pBuffer[Index] > yPer10 /*input your code*/ )
(1)在Statistic.c文件中的参数统计算法:
int GetAverage(short *pBuffer, int Length)
{
int Sum=0;
int i;
for (i=0; i<Length;/*input your code*/ i++)
{
Sum += *pBuffer;/*input your code*/
{
float Sum=0;
int i;
for (i=0; i<Length; i++)
{
long temp;
temp =pBuffer[i] - ZeroValue;/*input your code*/
temp *= temp ;/*input your code*/
Sum += temp;
}
Sum /= Length;
*pxFirst= SecondMid;
ThirdMid=(Third10 + Third90) / 2 + FirstR90;
}
else
{
GetRising(pBuffer+FirstF10, Length-FirstF10, yPer10, yPer90, &Third10, &Third90);
二、实验内容
1.学习Visual DSP++的开发设计流程。
2.编写程序测量波形参数。
3.编写程序对波形参数进行统计运算。
三、实验步骤
1、计算并显示示波器幅度参数:平均值、有效值。打开Ypara.c源文件,填充缺少的代码。
int GetAverage(short *pBuffer, int Length)
ThirdMid=(Third10 + Third90) / 2 + FirstF10;
}
*pxLast = ThirdMid;
return 1;
/*input your code*/
*pxFirst= 50;
*pxLast = 100;
return 1;
}
int GetAmplitude(short *pBuffer, int Length)
int Third10, Third90, ThirdMid;
if (FirstMid > SecondMid)
{
GetFalling(pBuffer+FirstR90, Length-FirstR90, yPer10, yPer90, &Third10, &Third90);
*pxFirst= SecondMid;
FirstMid=(FirstR10 + FirstR90) / 2;
int FirstF10, FirstF90, SecondMid;
GetFalling(pBuffer, Length, yPer10, yPer90, &FirstF10, &FirstF90);
SecondMid=(FirstF10 + FirstF90) / 2;
输入波形
平均值
均方根值
上升时间
1KHz正弦波(偏移1V,幅度600mV)
1.1v
1.64v
142us
1KHz方波(偏移100mV,幅度600mV)
82mv
680mv
18us
1KHz三角波(偏移0V,幅度1.2V)
12mv
1.22v
284us
四、实验思考题
1、如何提高波形测量的精度?
答:主要有两种方法,其一是减少测频量化误差,即增加测量时间(主门时间)的方法;其二是减小侧周量化误差,即采用多周期测量法,在这里不再赘述。此外,为了提高测量的准确度,比较常用的方法还有游标法、内插法、平均测量技术、多周期同步测量法、相检宽带测频技术以及量化时沿法。
}while(i<midpoint);
//修正
if (tmpbuffer[basepoint]<Length*0.05)
basepoint= GetMin();
return basepoint;
/*input your code*/
//n 1;
}
3、计算并显示示波器时间类参数:上升时间。打开Xpara.c源文件,填充缺少的代码。
GetRising(pBuffer, Length, yPer10, yPer90, &FirstR10, &FirstR90);
FirstMid=(FirstR10 + FirstR90) / 2;
int FirstF10, FirstF90, SecondMid;
GetFalling(pBuffer, Length, yPer10, yPer90, &FirstF10, &FirstF90);
midpoint=GetAverage(pBuffer,Length);
toppoint= GetMax();
i=toppoint;
GetCount(*pBuffer, Length);
do
{
i--;
if (tmpbuffer[i]>tmpbuffer[toppoint])
toppoint=i;
}while(i>midpoint);
{
return GetTop(pBuffer, Length)-GetBase(pBuffer, Length);
}
五、实验结果分析与总结
(1)系统的噪声水平、和被测信号的信噪比对波形参数测量的精度有直接的影响,通过参数统计功能可以减小噪声对参数测量的影响。
(2)脉冲波形的顶值、低值非常重要,幅度、上升时间、脉宽等其他波形参数的都依赖于顶值和低值。
pBuffer++;
}
return Sum/Length;/*input your code*/
}
int GetPeriod(short *pBuffer, int Length, int yPer10, int yPer90, int *pxFirst, int *pxLast)
{
int FirstR10, FirstR90, FirstMid;
SecondMid=(FirstF10 + FirstF90) / 2;
int Third10, Third90, ThirdMid;
if (FirstMid > SecondMid)
{
GetFalling(pBuffer+FirstR90, Length-FirstR90, yPer10, yPer90, &Third10, &Third90);
时域测试技术综合实验报告书
实验名称时域波形的参数测量实验
班级一班学号201422070125姓名杨梅
实验时间:年月日得分:
一、实验目的
1.学习VISUAL DSP++开发流程。
2.掌握波形时域参数(周期、上升时间等)的测量方法。
3.掌握波形幅度参数(幅度、平均值、均方根值等)的测量方法。
4.掌握参数统计的一般实现方法。
ThirdMid=(Third10 + Third90) / 2 + FirstR90;
}
else
{
GetRising(pBuffer+FirstF10, Length-FirstF10, yPer10, yPer90, &Third10, &Third90);
*pxFirst= FirstMid;
//修正
if (tmpbuffer[toppoint]<Length*0.05)
toppoint= GetMax();
return toppoint;/*input your code*/
//return 1;
}
int GetBase(short *pBuffer, int Length)
{
short midpoint, basepoint, i;
Index++;
int xPer90=0;
if (Index < Length)
xPer90 = Index;
*pxPer90 = xPer90;
*pxPer10 = xPer10;
return 1;
}
3、对代码进行测试(打开参数测量功能),并填写如下表格:
相关文档
最新文档