《信号与系统》实验指导书

张静亚周学礼

常熟理工学院物理与电子工程学院

2009年2月

实验一常用信号的产生及一阶系统的阶跃响应

一、实验目的

1. 了解常用信号的波形和特点。 2. 了解相应信号的参数。

3. 熟悉一阶系统的无源和有源模拟电路；

4．研究一阶系统时间常数T的变化对系统性能的影响； 5．研究一阶系统的零点对系统的响应及频率特性的影响。

二、实验设备

1．TKSX-1E型信号与系统实验平台 2. 计算机1台

3. TKUSB-1型多功能USB数据采集卡

三、实验内容

1．学习使用实验系统的函数信号发生器模块，并产生如下信号：

(1) 正弦信号f1(t)，频率为100Hz，幅度为1；正弦信号f2(t)，频率为10kHz，幅度为2；

(2) 方波信号f3(t)，周期为1ms，幅度为1； (3) 锯齿波信号f4(t)，周期为0.1ms，幅度为2.5；

2．学会使用虚拟示波器，通过虚拟示波器观察以上四个波形，读取信号的幅度和频率，并用坐标纸上记录信号的波形。

3.采用实验系统的数字频率计对以上周期信号进行频率测试，并将测试结果与虚拟示波器的读取值进行比较。

4．构建无零点一阶系统（无源、有源），测量系统单位阶跃响应, 并用坐标纸上记录信号的波形。

5．构建有零点一阶系统（无源、有源），测量系统单位阶跃响应, 并用坐标纸上记录信号的波形。

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四、实验原理

1．描述信号的方法有多种，可以是数学表达式（时间的函数），也可以是函数图形（即为信号的波形）。对于各种信号可以分为周期信号和非周期信号；连续信号和离散信号等。

2.无零点的一阶系统

无零点一阶系统的有源和无源模拟电路图如图1－1的(a)和(b)所示。它们的传递函数均为G(S)＝10.2S?1

(a) (b) 图1－1 无零点一阶系统有源、无源电路图

3．有零点的一阶系统(|Z|<|P|)

图1－2的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源模拟电路图，他们的传递函数为：G(S)＝0.2(S?1)0.2S?1

(a) (b)

图1－2 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图

4．有零点的一阶系统(|Z|>|P|)

图1－3的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源模拟电路图，他们的传递函数为：G（S）＝

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0.1S?1S?1