二阶网络函数的模拟(徐波罗永辉赵小平邹祥春邱忠伟).doc

课程设计报告 课 程: 信号与系统 题 目: 二阶网络函数的模拟 所在单位: 物理与电子信息科学系 专 业: 电子信息工程 年 级: 2007 学 生: 徐波 赵小平 罗勇辉 邹祥春 邱忠伟 陈川 周琳 谢娟 蔡昕岑 龙凤林 指导老师： 吴波 完成日期: 2010 年 6 月 11 日 一、课程设计目的 通过课程设计把信号与系统理论与实际操作有机地联系起来，加深对所学理论课程的理解，逐步培养和提高学生的实验能力、实际操作能力、独立分析问题和解决问题的能力，以及创新思维能力和理论联系实际的能力。用基本运算器系统的微分方程和传递了解的电路模型研究系统参数变化对响应的影响设计微分方程的一般形式为：??? y（n）＋an-1y(n-1)+……+a0y＝x? 其中x为激励，y为响应。系统微分方程的规则是将微分方程输出的最高导数保留在等式左边。把其余各项一起移到等式右边，这个最高导数作为第一积分器输入，以后每经过一个积分器，输出导数就降低一，直到输出y为止,各个数降低了的导数及输出分别通过各自的比例运算器再送至第一个积分器前面的求和器，与输入x相加，则该装置的输入和输出所表征的方程与被的实际微分方程完全相同。 图 3-1 一阶系统的模拟 图 3-2 二阶系统的模拟 网络函数的一般形式为： 或写作： 　 则有　　　　 　　　　　　　　　　　　 令　　　　　　　　 得 　　　 因而　　　 根据上式，可画出图3－3所示的模拟方框图，图中S－1表示积分器 图 3-3 网络函数的模拟 图 3-4 二阶网络函数的模拟 图3－4为二阶网络函数的模拟方框图，由该图求得下列三种传递函数，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 低通函数 　　　　　　　　　　　　　　　 带通函数 　　　　　　　 　　　　　　　　 高通函数 图3－5为图3－4的模拟电路图。 图4-5 二阶网络函数的模拟 图 3-5 模拟电路图 由该模拟电路得： R2=10K R4=30K R1=10K R3=30K 只要适当地选择模拟装置相关元件的参数，就能使模拟方程和实际系统的微分方程完全相同。 取R3=R4=30K，则有：　 ① ② ∴ Vb(s)=-10-4sVt(s) ③ ＝-10-4Vh ∴Vh(s)=-10-4sVb(s)=10-8s2Vt(s) ④ 2、仿真原理图 3、pcb原理图 4、pcb板图 5、软件仿真： 按以下各种情况分别仿真，得到其波形，并比较 1.当R3=R4=40K， Vi=100HZ,1V正弦波时：Vh的波形，Vb的波形，Vo的波形 2.当R3=R4=40K, Vi=100HZ,2V正弦波时：Vh的波形，Vb的波形，Vo的波形 3.当R3=R4=40K, Vi=500HZ,1V正弦波时：Vh的波形，Vb的波形，Vo的波形 4.当R3=40K,R4=20K, Vi=100HZ,1V正弦波时：Vh的波形，Vb的波形，Vo的波形 5.当R3=20K,R4=40K, Vi=100HZ,1V正弦波时：Vh的波形，Vb的波形，Vo的波形 6.当R3=R4=40K, Vi=100HZ,1V方波时： Vh的波形，Vb的波形，Vo的波形 1.a当R3=R4=40K， Vi=100HZ,1V正弦波时：Vh的波形 2.a当R3=R4=40K, Vi=100HZ,2V正弦波时：Vh的波形 3.a当R3=R4=40K, Vi=500HZ,1V正弦波时Vh的波形 4.a当R3=40K,R4=20K, Vi=100HZ,1V正弦波时Vh的波形 5.a当R3=20K,R4=40K, Vi=100HZ,1V正弦波时Vh的波形 6.a当R3=R4=40K, Vi=100HZ,1V方波时Vh的波形 1.b当R3=R4=40K， Vi=100HZ,1V正弦波时：Vb的波形