华侨大学工学院
实验报告
课程名称：信号与系统
实验项目名称：阶跃响应与冲激响应
学院：工学院
专业班级：信息工程
姓名：焦超
学号：1695111018
指导教师：唐加能
17年11 月16 日
一、实验目的
1、观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；
2、掌握有关信号时域的测量分析方法。

二、实验仪器
1、信号源及频率计模块S2 1块
2、模块一S5 1块
3、数字万用表 1台
4、双踪示波器 1台
三、实验原理
以单位冲激信号()t
作为激励，LTI连续系统产生的零状态响应称为单位冲激响应，简称冲激响应，记为()
h t。

冲激响应示意图如图2-1：
图2-1冲激响应示意图
以单位阶跃信号()
u t作为激励，LTI连续系统产生的零状态响应称为单位阶跃响应，简称阶跃响应，记为()
g t。

阶跃响应示意图如图2-2：
t
t )(t
u)(t
g
)
(t
u 0
t
t
1LTI ??
)
(t u )
(t g )
(t g
图2-2阶跃响应示意图
阶跃激励与阶跃响应的关系简单地表示为：
[])()(t u H t g = 或者 )()(t g t u →
如图2-3所示为RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应实验电路图，其响应有以下三种状态：
1、当电阻R ＞2 L
C
时，称过阻尼状态； 2、当电阻R = 2 L
C
时，称临界状态； 3、当电阻R ＜2
L
C
时，称欠阻尼状态。

图2-3(a) 阶跃响应电路连接示意图
图2-3(b) 冲激响应电路连接示意图
冲激信号是阶跃信号的导数，即
⎰-=t
d h t g 0
ττ)()(，所以对线性时不变
电路冲激响应也是阶跃响应的导数。

为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。

而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

四、 实验内容
1、阶跃响应实验波形观察与参数测量
设激励信号为方波，频率为500Hz 。

实验电路连接图如图2-3（a ）所示。

① 调整激励信号源为方波（即从S2模块中的P2端口引出方波信号）；调节频率调节旋钮ROL1，使频率计示数f=500Hz 。

②连接S2模块的方波信号输出端P2至S5模块中的P12。

③示波器CH1接于TP14，调整W1，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，观察各种状态下的输出波形，用万用表测量与波形对应的P12和P13两点间的电阻值（测量时应断开电源），并将实验数据填入表格2-1中。

④TP12为输入信号波形的测量点，可把示波器的CH2接于TP12上，便于波形比较。

表2-1
注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致。

2、冲激响应的波形观察
冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。

实验电路如图2-3（b）所示。

①将信号输入接于P10。

（输入信号频率与幅度不变）；
②将示波器的CH1接于TP11，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）；
③连接P11与P12。

④将示波器的CH2接于TP14，调整W1,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态。

⑤观察电路处于以上三种状态时激励信号与响应信号的波形，并填于表2-2中。

表2-2
响应波形
表中的激励信号波形为测量点TP11处观测到的波形（冲激激励信号）。

响应信号波形为TP14处观察到的波形。

五、实验原始数据
表2-1
状态
参数测量
欠阻尼状态临界状态过阻尼状态
参数测量
R<
R=3.5ΩR=1.23ΩR>
R=9.4KΩ
激励波形
蓝色线为激励波形，黄色线为响应波形蓝色线为激励波形，
黄色线为响应波形
蓝色线为激励波形，
黄色线为响应波形
响应波形
阶跃响应的波形观测
表2-2
状态
参数测量
欠阻尼状态临界状态过阻尼状态
参数测量
R<
R=2.6ΩR=263ΩR>
R=2.77KΩ
激励波形
蓝色线为激励波形，黄色线为响应波形蓝色线为激励波
形，黄色线为响应
波形
蓝色线为激励波
形，黄色线为响应
波形
响应波形
六、数据处理
临界电阻理论值：L=10mH C=89.3nF R=2(L/C)^(1/2)≈669Ω
指导老师签名：
时间：
七、实验结论及分析讨论。