二阶系统电路设计_RLC串联二阶电路实验报告.pdf

综合性、设计性实验指导 项目名称： 连续系统的设计与测试分析 适用年级： 2 所属课程： 信号系统与信息处理实验 选择课题：二阶电路系统的设计与测试分析 姓 名： 某某某 学 号： 123456789 一、实验目的 在软硬件常规实验的基础上，运用 “信号与系统”的理论知识，设计、分析、测试基本电路 系统，初步掌握综合运用理论知识、软件仿真以及硬件测试进行简单系统的设计与分析的基 本方法。为同学创造应用实践的契机，培养同学的自学能力和钻研能力。 二、基本要求 （1） 阅读教师给出的参考资料； （2 ） 通过查找纸质资料和网络资料，独立地提出研究问题的设计方案； （3 ） 编程实现连续系统的计算机仿真； （4 ） 完成硬件电路制作与硬件测试； （5 ） 综合理论基础、软件仿真与硬件测试结果进行分析与讨论； （6 ） 最后撰写出实验报告。 三、设计要点 选题：二阶电路系统的设计与测试分析 1、选取一个二阶的LTI 连续系统，建立系统模型。 2 、系统的软件仿真内容可选取时域、频域和S 域中的部分内容或全部内容。如在时域中分 别研究系统的冲激响应、阶跃响应，以及不同激励信号下的系统零状态响应；在频域中的幅 频特性、相频特性等。 3、对自己制作的硬件电路，完成系统特性的相关测试。如冲激响应、阶跃响应、频响曲线 等。 四、实验方案的选取与分析 针对这次实验，根据课本的知识，鉴于RLC 二阶电路具有制作简单，易检错易修理，成本 低廉，实验波形明显等优良特点，本实验将选取经典RLC 二阶电路作为本次实验的测试电 路。 五、电路设计与简单计算分析 如下图所示为RLC 串联电路； 其中u (t) 为激励，电容两端电压u (t) 为响应，有：u (t) +u (t) +u (t) = u (t) ； S C R L C S ¢ ¢ ¢ ¢¢ 又：i(t) = Cu (t) ；u (t) = Ri(t) = RCu (t) ；u (t) = Li (t) = LCu (t) ； C R C L C R 1 1 ¢¢ ¢ 整理可得：u (t) + u (t) + u (t) = u (t) ； C C C S L LC LC 由上式可知，RLC 串联电路为典型的二阶LTI 连续系统； 可得RLC 二阶电路的系统函数为： 1 H (s) = 2 LCs + RCs + 1 与典型的二阶系统： 2 w H (s) = n 2 2 s + 2xw s +w n n 1 R C 做比较，得：w = ，x =