深圳大学实验报告
课程名称：信号与系统
实验项目名称：一阶、二阶系统的幅频特性测试实验学院：信息工程
专业：通信工程
指导教师：
报告人：学号：班级：
实验时间：
实验报告提交时间： 2015.6.23
教务部制
一、实验目的与要求：
1、学会利用基本的运算电路单元，搭建一些简单的实验系统。

2、学会测试系统的频率响应的方法。

3、了解一阶、二阶系统的阶跃响应特性。

二、实验仪器
1、信号与系统实验箱一台（主板）。

2、线性系统综合设计性模块一块。

3、20M双踪示波器一台。

三、实验原理
1、基本运算单元
（1）比例放大
1）反相数乘器
由:
2
2
1
1
R
U
R
U
-
=则有：
1
1
2
2R
U
R
U-
=
2）同相数乘器
由：
5
4
4
4
3
R
R
U
R
U
+
=则有：
4
5
4
3
4
)
(
R
R
R
U
U
+
=
（2）积分微分器
1）积分器：由：12
1
2
1
1
//
U U
R R
sC
=-则有：2
21
121
(1)
R
U U
R sR C
=-
+
2）微分器：由：34
1
1
1
U U
R
sC
=-则有：
4311
U U R C s
=-
（3）加法器
1）反向加法器
有：)
(
2
1
1
3
2R
U
R
U
R
U+
-
=
2）正向加法器
由：
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎨
⎧
+
=
-
=
+
-
+
8
7
5
7
6
4
4
3
3
R
R
U
R
U
R
U
R
U
R
U
则有)
(
)
(*
4
4
3
3
7
8
7
6
5R
U
R
U
R
R
R
R
U+
+
=
2、N阶系统系统
1
011
1
1
011
1
()()()()
()()()()
n n
n n
n n
m m
m m
m m
d d d
C y t C y t C y t C y t
dt dt dt
d d d
E x t E x t E x t E x t
dt dt dt
-
-
-
-
-
-
++++=
++++
根据零状态响应（起始状态为零），则对其进行拉氏变换有：
1
011
1
011
()()()()
()()()()
n n
n n
m m
m m
C s Y s C s Y s C sY s C Y s
E s X s E s X s E sX s E X s
-
-
-
-
++++=
++++
则其传函数可表达为：
-1
01-1
-1
01-1
s s s
(s)
(s)
(s)s s s
m m
m m
n n
n n
E E E E
Y
H
X C C C C
++++
==
++++
3、作为一阶系统，一般可表达为：
01
01
()
E s E
H s
C s C
+
=
+
一阶系统是构成复杂系统的基本单元，学习一阶的特点有助于对一般系统特性的了
解。

本实验提供搭建的电路为图7-1
图7-1 一阶系统分析
其传递函数表示为：
()1H H s sT
=
+
其中 1
2
0R R H -= ,12C R T = 则系统的频响特性为：
()1H H j j T
ωω=
+
在搭建时要进行元件的参数的合理设计，实验中可以改变其参数，或者根据其传递函数，设计出其它的一阶网络系统。

4、作为二阶系统，其一般可表达为：
2012
2
012
()E s E s E H s C s C s C ++=++ 在一阶系统的基础上，它又多了一个系统极点，本实验提供搭建的电路如下图7-2：
六、数据分析
1、一阶系统的频响测试。

1）输入为方波信号的阶跃响应
2）输入为正弦信号是的幅频特性、相频特性①一阶系统相频特性
②一阶系统幅频特性
2、二阶系统的频响测试。

二阶系统相频特性
②二阶系统幅频特性
六、实验结论：
1、在一阶系统的频响测试中，其幅频特性是随着频率的增加，其输出幅度先迅速下降，缓慢下降，最后趋向于零；其相频特性是随着频率的增加，其输出信号与原信号的相位差先迅速下降，再缓慢下降，最后趋向于75度；
2、在二阶系统的频响测试中，其幅频特性是随着频率的增加，其输出幅度先从6V 缓慢下降，最后趋向于零；其相频特性是随着频率的增加，其输出信号与原信号的相位差先线性增长，再缓慢增加，最后趋向于160度；
3、一阶系统的输入信号为正弦波，其阶跃响应输出信号为正弦波；
4、二阶系统的输入信号为方波，其阶跃响应输出信号随输入信号频率不同而不同，当频率低的时候，输出信号呈方波；当输入频率高的时候，输出信号呈三角波。

注：1、报告的项目或容设置，可根据实际情况加以调整和补充。

2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日。