實(shí)驗(yàn)九連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬

實(shí)驗(yàn)九連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解用運(yùn)算放大器構(gòu)成基本運(yùn)算單元——標(biāo)量乘法器、加法器和積分器，以及它們的組合全加積分器的方法。2、掌握用基本運(yùn)算單元以及它們的組合構(gòu)成模擬系統(tǒng)，模擬一階連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的原理和方法，并用實(shí)驗(yàn)測(cè)定模擬系統(tǒng)的特性。3、掌握用“模擬解法”求解系統(tǒng)響應(yīng)的方法。4、掌握用基本運(yùn)算單元以及它們的組合構(gòu)成模擬系統(tǒng)，模擬二階連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的原理和方法，并用實(shí)驗(yàn)測(cè)定模擬系統(tǒng)的特性。二、實(shí)驗(yàn)原理許多不同的系統(tǒng)具有相同的特性，只要是連續(xù)的線性時(shí)不變系統(tǒng)，都可以用線性常系數(shù)微分方程來描述。為便于研究系統(tǒng)的性能，需要將其數(shù)學(xué)抽象，只要與實(shí)際系統(tǒng)具有同樣的微分方程數(shù)學(xué)表示(即輸入輸出關(guān)系)完全相同即可。系統(tǒng)的模擬是指數(shù)學(xué)意義上的模擬。本實(shí)驗(yàn)即由微分方程的相似性出發(fā)，用運(yùn)算放大器組成的電路來模擬一階RC系統(tǒng)。1.一階連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬通常由三個(gè)基本運(yùn)算單元——標(biāo)量乘法器、加法器和積分器構(gòu)成，實(shí)際上常常用到它們的組合全加積分器，這些運(yùn)算單元都可以用運(yùn)算放大器構(gòu)成。

(1)一階連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬電路原理圖

(2)對(duì)應(yīng)的一階連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬框圖全加積分器反相標(biāo)量乘法器uiuo∫∑反相標(biāo)量乘法器放大倍數(shù)：截止頻率：時(shí)間常數(shù)：2、二階連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬為了求解系統(tǒng)的響應(yīng)，需建立系統(tǒng)的微分方程，一些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的微分方程可能是一個(gè)高階方程或者是一個(gè)微分方程組，它們的求解是很費(fèi)時(shí)間甚至是困難的，可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行求解。

本實(shí)驗(yàn)從微分方程的相似性出發(fā)，用運(yùn)算放大器組成的電路來模擬二階RLC帶通諧振電路R0C0L0uiuo全加積分器

uiuo分壓器反相器uo反相積分器∫∑∫-1V0f(Hz)f0頻率響應(yīng)特性曲線三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、模擬RC一階連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)

（1）將DDS信號(hào)發(fā)生器單元產(chǎn)生的f0＝1KHz方波送入模擬一階系統(tǒng)的輸入點(diǎn)TP702，觀察TP703系統(tǒng)的響應(yīng)波形，比較輸入波形與輸出波形的周期和幅度，測(cè)量時(shí)間常數(shù)τ和放大倍數(shù)A。（2）改變送入信號(hào)的頻率，分別送入f0＝4KHz、8KHz和16KHz的方波，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟（1）。

（3）將DDS信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生VPP＝3V的正弦波送入模擬一階系統(tǒng)的信號(hào)輸入點(diǎn)TP702，觀察TP703系統(tǒng)的響應(yīng)波形，改變輸入信號(hào)的頻率，觀察系統(tǒng)響應(yīng)波形的變化，記錄RC系統(tǒng)的截止頻率，并用描點(diǎn)法繪出系統(tǒng)的頻率特性曲線。輸入頻率(KHz)134567?891020304050輸出電壓（V）2、二階連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模擬將DDS信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的VPP＝3V的頻率正弦波送入模擬二階系統(tǒng)的信號(hào)輸入點(diǎn)TP701，觀察TP704系統(tǒng)的響應(yīng)波形；改變送入信號(hào)的頻率（保持輸入正弦波信號(hào)幅度不變），觀察系統(tǒng)響應(yīng)波形的變化，記錄RLC串聯(lián)諧振回路的中心頻率，并用描點(diǎn)法繪出系統(tǒng)的頻率特性曲