冲激响应实验报告
冲激响应实验报告
冲激响应实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过实验方法测量一阶系统的冲激响应.二、实验原理冲激响应是指一个系统在受到冲激信号(单位冲激函数)作用后的响应情况。
单位冲激函数的数学表达式为δ(t)，其特点是在t=0时刻响应值为1，其余时刻为0。
一个线性时不变系统的冲激响应可以用单位冲激函数和系统的冲激响应函数相乘得到。
根据线性时不变系统的特性，可以通过测量单位冲激响应来确定系统的总响应。
三、实验仪器与器材1.示波器：用于显示信号的波形。
2.函数发生器：用于产生方波和冲激信号。
3.电阻：用于构造RC电路。
四、实验步骤1.搭建一阶RC电路，将函数发生器的输出信号与电路连接。
2.将示波器的输入端连接到电路的输出端，并设置示波器的触发方式。
3.将函数发生器设置为方波信号输出，调整频率和幅度使得信号合适。
4.在示波器上观察电路的输出波形，并记录观察到的数据。
5.将函数发生器设置为冲激信号输出，重复步骤4五、实验结果与分析在方波信号激励下，我们观察到了电路的响应波形。
根据波形的特点，我们可以确定电路的冲激响应。
通过测量电路响应波形的时间常数，可以确定电路的RC值。
在冲激信号激励下，我们同样观察到了电路的响应波形。
通过测量响应波形的幅度和时间常数，我们可以判断电路的冲激响应以及系统的稳定性。
六、实验总结通过本次实验，我们学习了测量一阶系统的冲激响应的方法。
实验中我们观察到了方波信号和冲激信号对系统的响应情况，并通过测量波形的特征参数来确定系统的冲激响应和RC值。
通过本次实验，我们对系统的冲激响应有了更深入的了解，也为今后的实验和工作提供了基础。
七、实验中遇到的问题与解决方法1.示波器显示的波形不清晰：调整示波器的触发方式和触发电平。
2.函数发生器输出的信号幅值不稳定：检查连接线是否松动，保持信号输入的稳定性。
3.实验数据记录不准确：多次测量取平均值，减小误差。
八、实验存在的不足与改进方向实验中测量的数据可能存在一定的误差，主要是由于仪器的精确度以及人为操作的误差所导致的。
冲激响应与阶跃响应实验报告
最大超调量δ：δ p
y
max y
y(
)
100%
y(t) y max y(∞ )
y max
y(∞ ) 5%
tr
tp
ts
指标示意图
图 2-1(c) 冲激响应动态
冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性 时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导数。为 了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期 方波代替阶跃信号。而用周期方波通过微分电 路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。
分后响应波形（等效为冲激激励信号）； ③连接 P913 与 P914； ④将示波器的 CH2 接于 TP906，调整 W902,
使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种 状态；
⑤观察 TP906 端三种状态波形，并填于表 2-2 中。
表 2-2
欠阻尼 临界状 过阻尼
状态态Biblioteka 状态激励波 形响应波 形
1.欠阻尼状态
其响应有以下三种状态：
（1） 当电阻 R＞2 时，称过阻尼状态； （2） 当电阻 R = 2 时，称临界状态； （3） 当电阻 R＜2 时，称欠阻尼状态。 现将阶跃响应的动态指标定义如下： 上升时间tr ：y(t)从 0 到第一次达到稳态值 y （∞）所需的时间。 峰值时间t p ：y(t)从 0 上升到 ymax 所需的时间。 调节时间 t s ：y(t)的振荡包络线进入到稳态值 的 5%误差范围所需的时间。
tr=
δ=
波形观 察
1.欠阻尼状态
2.临界状态
3，过阻尼状态
注：描绘波形要使三种状态的 X 轴坐标 （扫描时间）一致。
2.冲激响应的波形观察 冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而 得到。激励信号为方波，其幅度为 1.5V，频率 为 2K。 实验电路如图 2-1（b）所示。 ①连接 P04 与 P912； ②将示波器的 CH1 接于 TP913，观察经微
冲激响应实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除冲激响应实验报告篇一：冲激响应与阶跃响应实验报告实验2冲激响应与阶跃响应一、实验目的1.观察和测量RLc串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；2.掌握有关信号时域的测量方法。
二、实验原理说明实验如图1-1所示为RLc串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图2-1（a）为阶跃响应电路连接示意图；图2-1（b）为冲激响应电路连接示意图。
c20.1μ图2-1(a)阶跃响应电路连接示意图图2-1(b)冲激响应电路连接示意图其响应有以下三种状态：（1）当电阻R＞2（2）当电阻R=2（3）当电阻R＜2L时，称过阻尼状态；cL时，称临界状态；cL时，称欠阻尼状态。
cc20.1μ现将阶跃响应的动态指标定义如下：上升时间tr：y(t)从0到第一次达到稳态值y（∞）所需的时间。
峰值时间tp：y(t)从0上升到ymax所需的时间。
波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。
三、实验内容1.阶跃响应波形观察与参数测量设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500hz。
实验电路连接图如图2-1（a）所示。
①连接p04与p914。
②调节信号源，使p04输出f=500hz，占空比为50%的脉冲信号，幅度调节为1.5V；（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载后调节）③示波器ch1接于Tp906，调整w902，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将实验数据填入表格2-1中。
1.欠阻尼状态2.临界状态3，过阻尼状态注：描绘波形要使三种状态的x轴坐标（扫描时间）一致。
2.冲激响应的波形观察冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。
激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为2K。
实验电路如图2-1（b）所示。
①连接p04与p912；②将示波器的ch1接于Tp913，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）；③连接p913与p914；④将示波器的ch2接于Tp906，调整w902,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态；⑤观察Tp906端(:冲激响应实验报告)三种状态波形，并填于表2-2中。
阶跃响应与冲激响应实验
阶跃响应与冲激响应实验一、实验目的1、观察和测量RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响。
2、掌握有关信号时域的测量分析方法。
二、实验仪器1块2块3、数字万用表 1台4、双踪示波器 1台 三、实验原理以单位冲激信号()t δ作为激励，LTI 连续系统产生的零状态响应称为单位冲激响应，简称冲激响应，记为()h t 。
冲激响应示意图如图2-1：图2-1冲激响应示意图以单位阶跃信号()u t 作为激励，LTI 连续系统产生的零状态响应称为单位阶跃响应，简称阶跃响应，记为()g t 。
阶跃响应示意图如图2-2：t)(t δ)(t htt)(t u )(t g图2-2阶跃响应示意图阶跃激励与阶跃响应的关系简单地表示为：[])()(t u H t g = 或者 )()(t g t u →如图2-3所示为RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应实验电路图，其响应有以下三种状态：1、当电阻R ＞2 LC时，称过阻尼状态； 2、当电阻R = 2 LC时，称临界状态； 3、当电阻R ＜2LC时，称欠阻尼状态。
图2-3(a)阶跃响应电路连接示意图图2-3(b) 冲激响应电路连接示意图 响应的动态指标定义如下：上升时间t r ：y(t)从0到第一次达到稳态值y(∞)所需的时间。
峰值时间t p ：y(t)从0上升到ymax 所需的时间。
调节时间t s ：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的±5%误差范围所需的时间。
最大超调量δp ：%100)()(max ⨯∞∞-=y y y p δ图2-4 响应指标示意图冲激信号是阶跃信号的导数，即⎰-=td h t g 0ττ)()(，所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导数。
为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。
而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。
四、实验步骤任务一 阶跃响应实验波形观察与参数测量设激励信号为方波，频率为500Hz 。
冲激响应实验报告
一、实验目的1. 理解冲激响应的概念和性质。
2. 掌握用实验方法获取冲激响应的方法。
3. 分析不同电路结构的冲激响应特点。
4. 验证冲激响应与电路参数之间的关系。
二、实验原理冲激响应是指线性时不变系统在单位冲激信号作用下的零状态响应。
对于一个线性时不变系统，其冲激响应可以完全描述系统的特性。
根据傅里叶变换的性质，冲激响应与系统的传递函数之间存在傅里叶变换关系。
因此，通过测量冲激响应，可以获取系统的传递函数。
三、实验仪器与设备1. 数字信号发生器：用于产生单位冲激信号。
2. 数字示波器：用于观察冲激响应波形。
3. 信号调理器：用于对信号进行放大、滤波等处理。
4. 待测电路：包括RLC串联电路、RC低通滤波器等。
四、实验步骤1. 搭建待测电路，确保电路连接正确。
2. 使用数字信号发生器产生单位冲激信号。
3. 将冲激信号输入待测电路。
4. 通过信号调理器对输出信号进行放大、滤波等处理。
5. 将处理后的信号输入数字示波器，观察冲激响应波形。
6. 重复步骤2-5，对不同电路结构进行实验。
五、实验结果与分析1. RLC串联电路的冲激响应实验结果显示，RLC串联电路的冲激响应波形如图1所示。
从图中可以看出，冲激响应波形在0-1ms内迅速上升，然后逐渐趋于稳定。
在0-1ms内，冲激响应波形呈现指数衰减趋势，衰减速度与电路参数有关。
2. RC低通滤波器的冲激响应实验结果显示，RC低通滤波器的冲激响应波形如图2所示。
从图中可以看出，冲激响应波形在0-1ms内迅速上升，然后逐渐趋于稳定。
在0-1ms内，冲激响应波形呈现指数衰减趋势，衰减速度与电路参数有关。
3. 不同电路结构的冲激响应比较通过对比不同电路结构的冲激响应波形，可以得出以下结论：（1）电路结构对冲激响应波形的影响较大。
例如，RLC串联电路的冲激响应波形呈现指数衰减趋势，而RC低通滤波器的冲激响应波形也呈现指数衰减趋势，但衰减速度不同。
（2）电路参数对冲激响应波形的影响较大。
实验三 连续系统的冲激响应 (南京信息工程大学)
实验２：阶跃响应
已知描述连续系统的微分方程为：
2 y (t ) + y (t ) + 8 y (t ) = f (t )
'' '
试用Matlab绘出该系统的冲激响应和 阶跃响应；
实验２：阶跃响应
b=[1]; a=[2 1 8]; subplot(1,2,1) impulse(b,a) subplot(1,2,2) step(b,a)
实验三 连续系统的冲激响应 阶跃响应
陈苏婷
实验目的
1.掌握连续系统的冲激响应, 阶跃响应 及Matlab实现 2.掌握连续系统的零状态响应 及Matlab实现
实验1:冲激响应
LTI系统当输入为冲激信号时产生的零 状态响应为系统的冲激响应; 若输入为单位阶跃信号产生的响应为 系统的阶跃响应. Matlab提供两个函数,分别是impulse 和step
'' '
求当输入信号为 f (t ) = e −2tδ (t ) 时， 系统的零状态响应；
实验３：零状态响应
a=[1 2 1]; b=[1 2]; p=0.5; t=0:p:5; x=exp(-2*t); lsim(b的冲激响应:
y (t ) + 5 y (t ) + 6 y (t ) = 3 f (t ) + 2 f (t )
'' ' '
a = [156] b = [32]
实验1 :冲激响应
a = [156] b = [32] impulse(b, a) impulse(b, a,10)
实验1 :冲激响应
注意比较： impulse(b,a,1:0.1:2) 绘出系统在1-2秒范围内,并以时间间 隔为0.1s取样的冲击响应的时域波形 y= impulse(b,a,0:0.2:2)
冲激响应与阶跃响应实验报告
冲激响应与阶跃响应实验报告【实验报告】一、实验目的1.了解冲激响应和阶跃响应的概念和特点。
2.利用实验手段验证冲激响应和阶跃响应的性质。
二、实验仪器和设备1.信号发生器2.示波器3.程控电源4.模拟电路实验台三、实验原理1.冲激响应：冲激响应是指当输入信号为冲激信号时，系统输出的响应。
冲激响应以单位冲激函数（单位面积、幅度为1的冲激信号）作为输入刺激。
2.阶跃响应：阶跃响应是指当输入信号为阶跃信号时，系统输出的响应。
阶跃响应以单位阶跃函数（单位跳跃量、幅度为1的阶跃信号）作为输入刺激。
实验中，我们会通过信号发生器输入冲激信号或阶跃信号给待测电路，然后利用示波器观察输出信号的波形，从而分析电路的冲激响应和阶跃响应特点。
四、实验步骤1.连接实验电路：将信号发生器的输出与待测电路的输入端相连，将待测电路的输出端与示波器的输入端相连，确保连接正确。
2.设置信号发生器：将信号发生器的模式调至脉冲调制，设置脉冲频率、幅度等参数，同时将信号发生器的输出信号类型选择冲激信号或阶跃信号。
3.设置示波器：将示波器的探头与待测电路的输出端连接，调整示波器的触发模式、水平和垂直刻度，确保输出波形清晰可见。
4.开始实验：依次将信号发生器选择为冲激信号和阶跃信号，并记录示波器上输出信号的波形。
五、实验结果与分析1.冲激响应实验：在示波器上观察到的冲激响应波形为单位冲激函数的形状，即在一个瞬间出现一个峰值，然后迅速衰减为0。
2.阶跃响应实验：在示波器上观察到的阶跃响应波形为单位阶跃函数的形状，即在输入信号发生突变瞬间，输出信号也会产生突变，通常会存在一个过渡过程。
根据输入信号的性质，冲激响应可以看作是对系统进行“激励”，从而观察系统的响应特性；而阶跃响应可以看作是对系统的边际条件进行“激励”，从而观察系统的边际响应特性。
六、实验总结通过本次实验，我深入了解了冲激响应和阶跃响应的特点和性质。
冲激响应是指当输入信号为冲激信号时，系统输出的响应；阶跃响应是指当输入信号为阶跃信号时，系统输出的响应。
阶跃响应与冲激响应实验报告
阶跃响应与冲激响应实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对阶跃信号和冲激信号的响应进行实验，了解系统对不同输入信号的响应特性，掌握系统的阶跃响应和冲激响应的测试方法及实验步骤。
二、实验原理。
1. 阶跃响应。
阶跃信号是一种特殊的输入信号，其数学表达式为：\[f(t)=\begin{cases}。
0, & t<0 \\。
1, & t\geq0。
\end{cases}\]在实际系统中，当系统受到阶跃信号的刺激时，系统的输出响应即为系统的阶跃响应。
2. 冲激响应。
冲激信号是另一种特殊的输入信号，其数学表达式为：\[f(t)=\delta(t)\]其中，\(\delta(t)\)为狄拉克函数，其在t=0时取无穷大，其余时刻均为0。
在实际系统中，当系统受到冲激信号的刺激时，系统的输出响应即为系统的冲激响应。
三、实验内容。
1. 阶跃响应实验。
（1）搭建系统，将阶跃信号作为输入信号输入系统中；（2）记录系统的输出响应，并绘制出系统的阶跃响应曲线；（3）分析并总结系统的阶跃响应特性。
2. 冲激响应实验。
（1）搭建系统，将冲激信号作为输入信号输入系统中；（2）记录系统的输出响应，并绘制出系统的冲激响应曲线；（3）分析并总结系统的冲激响应特性。
四、实验步骤。
1. 阶跃响应实验步骤。
（1）按照实验要求搭建系统，将阶跃信号作为输入信号输入系统中；（2）记录系统的输出响应，并绘制出系统的阶跃响应曲线；（3）分析系统的阶跃响应特性，包括超调量、调节时间等。
2. 冲激响应实验步骤。
（1）按照实验要求搭建系统，将冲激信号作为输入信号输入系统中；（2）记录系统的输出响应，并绘制出系统的冲激响应曲线；（3）分析系统的冲激响应特性，包括零状态响应、零输入响应等。
五、实验结果与分析。
1. 阶跃响应实验结果与分析。
经过实验测试，我们得到了系统的阶跃响应曲线，并对其特性进行了分析。
通过分析，我们发现系统的超调量较小，调节时间较短，表明系统的动态响应特性较好。
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信号与系统实验报告学院：电子信息与电气工程学院
班级: 13级电信<1>班
学号: 20131060104
姓名:李重阳
实验二 冲激响应
一、实验目的
1.观察和测量RLC 串联电路的阶跃响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；
2.掌握有关信号时域的测量方法。
二、实验原理说明
实验如图2-1所示为RLC 串联电路的冲激响应的电路连接图。
图2-1 冲激响应电路连接示意图
其响应有以下三种状态：
（1） 当电阻R ＞2 L
C
时，称过阻尼状态； （2） 当电阻R = 2 L
C
时，称临界状态； （3） 当电阻R ＜2
L
C
时，称欠阻尼状态。
现将阶跃响应的动态指标定义如下：
上升时间t r ：y(t)从0到第一次达到稳态值y （∞）所需的时间。
峰值时间t p ：y(t)从0上升到y max 所需的时间。
调节时间t s ：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的5±%误差范围所需的时间。
最大超调量δ
：100%y y )
(y max δp ⨯∞∞-=
⎪
⎪⎭
⎫ ⎝
⎛
0.1μ
C2
数。
为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。
而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。
三、实验内容
1.冲激响应的波形观察
冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。
激励信号为方波，其幅度为1.5V ，频率为2K 。
实验电路如图2-1所示。
①连接P04与P912；
②将示波器的CH1接于TP913，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）； ③连接P913与P914；
④将示波器的CH2接于TP906，调整W902,
使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态；
⑤观察TP906端三种状态波形，并填于表2-1中 表2-1：
1.欠阻尼状态
2.临界状态
3.过阻尼状态
表中的激励波形为在测量点TP913观测到的波形（冲激激励信号）。
四、实验报告要求
1.描绘同样时间轴阶跃响应与冲激响应的输入、输出电压波形时，要标明信号幅度A、周期T、方波脉宽T1以及微分电路的τ值。
2.分析实验结果，说明电路参数变化对状态的影响。
五、实验设备
1.双踪示波器 1台
2.信号系统实验箱 1台。