試驗六 采樣與保持長安大學自動控制

/實驗六采樣與保持采樣實驗一、實驗要求如圖所示，構(gòu)造系統(tǒng)，并編制程序。微機通過A／D轉(zhuǎn)換模塊以一定的采樣周期采樣Ｂ9模塊產(chǎn)生的正弦波信號，并通過上位機顯示.在不同采樣周期下,觀察比較輸入及輸出的波形（失真程度）。二、實驗說明微機編程實現(xiàn)以不同采樣周期采樣正弦波，調(diào)節(jié)B7部分信號發(fā)生器的調(diào)頻旋鈕，并以此作為A/D采樣周期T。改變T的值，觀察不同采樣周期下輸出波形與輸入波形相比的復原程度(或失真度）.根據(jù)香農(nóng)定理,采樣頻率f必須不小于被測周期性信號的２倍,才能滿足信號無失真復原的需要。即采樣周期T在滿足tA/Ｄ+t處理的前提下,T越小越好（ｔA/Ｄ為A/D轉(zhuǎn)換時間,t處理為計算機對信息進行處理所用的時間，在本系統(tǒng)中與采樣周期相比可忽略不計；TS為被測周期信號的周期）。三、實驗步驟（１)接線:模塊B2虛擬示波器的CＨ１接模塊B9的正弦波輸出端SIN,B7中的OUT與J1下部的IＲQ７相連,將Ｂ７部分的Ｓ和ST用開關(guān)連接,S1置到階躍檔(最頂端），S2置到20－60MS檔,將B9部分中開關(guān)置于400檔，正弦波的幅值和頻率調(diào)節(jié)到合適的范圍.(２）示例程序:見CＰ3－1源文件。(3）運行虛擬示波器（4)現(xiàn)象：先調(diào)節(jié)B7中的調(diào)頻旋鈕使頻率達到最大，再調(diào)節(jié)B9部分的調(diào)頻和調(diào)幅旋鈕(正弦波的幅度不能太大),使虛擬示波器中的正弦波處于不失真狀態(tài)，記錄下此時的采樣周期，然后調(diào)節(jié)B7中的頻率旋鈕使頻率慢慢降低直到虛擬示波器中的正弦波嚴重失真，記錄下此時的采樣周期。注意該實驗是由中斷來控制采樣和發(fā)送的，所以Ｂ7中的調(diào)頻旋鈕不能調(diào)得太低，否則會導致虛擬示波器運行太慢甚至死機。保持器實驗一、實驗要求搭建如圖系統(tǒng)二、實驗說明啟動采樣程序,此時無零階保持器，系統(tǒng)的輸出波形將失真。因為再計控系統(tǒng)中若無零階保持器將導致不穩(wěn)定,即在采樣點間短暫失控，系統(tǒng)輸出波形將失控。因為D/A器件具有兩極輸出鎖存能力，所以D/Ａ器件具有零階保持器的作用。三、實驗步驟（１）接線：實際系統(tǒng)線路示意圖如下：實驗?zāi)KB7的信號發(fā)生器的輸出端OUT作為輸入信號R,將B７信號發(fā)生器部分中的S和ST,G１和Ｇ用開關(guān)連接，S1開關(guān)置在階躍信號檔（最頂端)，S2置在0.2—6S檔,調(diào)節(jié)調(diào)幅旋鈕使信號輸出端OUＴ幅值為3V，調(diào)劑調(diào)頻旋鈕使周期為5Ｓ。使用運放單元搭建圖中模擬部分從左到右依次用A2、A6、A4來完成.圖中點Ｅ接B５模塊的輸入IＮ7。B１數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出OＵＴ2接入第三級運放的輸入端,第三級運放的反饋電阻2５０Ｋ由Ａ５中的電位器W4提供，連接方法為將電位器的一端連到Ａ4的IN端，另一端連接A4中的OUT.最后10K用A4中的OUT和Ｆ之間的10K電阻.用CH2觀察系統(tǒng)輸出點OUT2(B1數(shù)模轉(zhuǎn)換單元部分）。(2）示例程序:見CP３—2和ＣP３—3源文件。（3）運行虛擬示波器。（4)現(xiàn)象：分別運行程序ＣP3—２和ＣP3－3，程序CＰ3-２和CP3－3以兩個不同的采樣周期分別為20ms和４0mｓ，并通過D/A轉(zhuǎn)換輸出。使用虛擬示波器CH2通道觀察B1部分數(shù)模轉(zhuǎn)換單元輸出點OＵT2的波形,如果現(xiàn)象不明顯，適當調(diào)節(jié)2５０K電阻到100K左右和B4的調(diào)頻和