1、1 實驗二實驗二: :系統的頻率響應特性測量系統的頻率響應特性測量一、實驗目的一、實驗目的: :1 1、掌握頻率響應特性的測量方法、掌握頻率響應特性的測量方法；2 2、研究典型網絡的頻率響應特性、研究典型網絡的頻率響應特性。二二、實驗原理、實驗原理：1 1、系統的頻率響應特性是指系統在正弦信號激勵下系統、系統的頻率響應特性是指系統在正弦信號激勵下系統的穩態響應隨激勵信號頻率變化的情況。用矢量形式表示：的穩態響應隨激勵信號頻率變化的情況。用矢量形式表示： 其中其中：H(jH(j) )為幅頻特性為幅頻特性，表示輸出信號與輸入信號，表示輸出信號與輸入信號的幅度比隨輸入信號頻率的變化關系的幅度比隨輸入

2、信號頻率的變化關系；( () )為相頻特性為相頻特性，表示輸出信號與輸入信號的相位，表示輸出信號與輸入信號的相位差隨輸入信號頻率的變化關系。差隨輸入信號頻率的變化關系。()()()jH jH je ()()()Y jH jX j2 2 2、H(jH(j) )可根據系統函數可根據系統函數H(s)H(s)求得求得：H(jH(j)= H(s)= H(s)s=js=j因此，對于給定的電路可根椐因此，對于給定的電路可根椐S S域模型先求出系統函數域模型先求出系統函數H(s)H(s)，再求，再求H(jH(j) )，然后討論系統的頻響特性，然后討論系統的頻響特性。3 3、頻響特性的測量可分別測量幅頻特性和相

3、頻特性，幅、頻響特性的測量可分別測量幅頻特性和相頻特性，幅頻特性的測試采用改變激勵信號的頻率逐點測出響應的幅頻特性的測試采用改變激勵信號的頻率逐點測出響應的幅度，然后用描圖法描出幅頻特性曲線度，然后用描圖法描出幅頻特性曲線；相頻特性的測量方法相頻特性的測量方法亦可改變激勵信號的頻率用雙蹤示波器逐點測出輸出信號與亦可改變激勵信號的頻率用雙蹤示波器逐點測出輸出信號與輸入信號的延時輸入信號的延時，根椐下面的公式推算出相位差，根椐下面的公式推算出相位差 。 當響應超前激勵時當響應超前激勵時為為 正，正，當響應落后激勵時當響應落后激勵時為負。為負。( )2T ( ) ( ) ( ) 3三、實驗原理圖：三

4、、實驗原理圖：圖中圖中：R=38kR=38k，C=3900pC=3900pF F，紅色框內為實驗板上的電路。紅色框內為實驗板上的電路。四、實驗前預習內容：四、實驗前預習內容： 1 1、寫出原理圖中高、低通及并聯后濾波器網絡的電壓轉、寫出原理圖中高、低通及并聯后濾波器網絡的電壓轉移函數，計算截止頻率，并畫出幅頻特性及相頻特性曲線；移函數，計算截止頻率，并畫出幅頻特性及相頻特性曲線； 2 2、測試頻率特性時，測試點頻率應如何選取。、測試頻率特性時，測試點頻率應如何選取。B B函函數數發發生生器器CH1CH1 示示波波器器R RR RR/2R/2C CC C2 2C CINPUTINPUTA AIN

5、1IN1IN2IN2OUT1OUT1OUT2OUT2GNDGNDGNDGND4五、實驗內容及步驟：五、實驗內容及步驟： 將信號源將信號源CH1CH1的信號波形調為正弦波，信號的幅度調為的信號波形調為正弦波，信號的幅度調為Vpp=10V Vpp=10V 。 1 1、RCRC高通濾波器的頻響特性的測量：高通濾波器的頻響特性的測量： 將信號源的輸出端將信號源的輸出端( (A A) )接實驗板的接實驗板的IN1IN1端，濾波后的信號端，濾波后的信號OUT1OUT1接示波器的輸入接示波器的輸入( (B B) ) 。根據被測電路的參數及系統的。根據被測電路的參數及系統的頻特性，將輸入信號的頻率從低到高逐次

6、改變十頻特性，將輸入信號的頻率從低到高逐次改變十 次以上次以上( (幅度保持幅度保持Vipp=10v) Vipp=10v) ， 逐個測量輸出信號的峰峰值大小逐個測量輸出信號的峰峰值大小(Vopp)(Vopp)及輸出信號與輸入信號的相位差及輸出信號與輸入信號的相位差 ，并將測量數據，并將測量數據填入表一：填入表一：Vi(v)Vi(v)f(Hz)f(Hz)Vo(v)Vo(v)1010101010101010101010101010101010101010() )表一表一5表二表二Vi(v)Vi(v)f(Hz)f(Hz)Vo(v)Vo(v)101010101010101010101010101010

7、1010101010( () )、RCRC低通濾波器的頻響特性的測量：低通濾波器的頻響特性的測量： 將信號源的輸出將信號源的輸出( (A A) )接實驗板的接實驗板的IN2IN2，濾波后的輸出，濾波后的輸出信號信號OUT2OUT2接示波器的輸入接示波器的輸入( (B B) ) 。根據被測電路的參數及。根據被測電路的參數及系統的幅頻特性，將輸入信號的頻率從低到高逐次改變系統的幅頻特性，將輸入信號的頻率從低到高逐次改變十十 次以上次以上( (幅度保持幅度保持Vipp=10v) Vipp=10v) ， 逐個測量輸出信號逐個測量輸出信號的峰峰值大小的峰峰值大小(Vopp) (Vopp) 及及( ()

8、)，并將測量數據填入表，并將測量數據填入表二：二：6、雙、雙TRCTRC帶阻濾波器的頻響特性的測量帶阻濾波器的頻響特性的測量：將實驗板上的兩輸入端將實驗板上的兩輸入端IN1IN1與與IN2IN2短接短接，輸出端輸出端OUT1OUT1與與OUT2OUT2短接短接；并將信號源的輸出；并將信號源的輸出 (A)(A)接實驗板輸入接實驗板輸入(IN1 )(IN1 )或或(IN2 )(IN2 )，濾波后的輸出，濾波后的輸出OUT1OUT1或或OUT2OUT2接示波器的輸入接示波器的輸入( (B B) ) 。根據被測電路的參數及系統的幅頻特性，將輸入信根據被測電路的參數及系統的幅頻特性，將輸入信號的頻頻率從

9、低到高逐次改變二十率從低到高逐次改變二十 次以上次以上( (幅度保持幅度保持Vipp=Vipp=1010v) v) ， 逐個測量輸出信號的峰峰值大小逐個測量輸出信號的峰峰值大小( (Vopp)Vopp)及及( () ) ，并將，并將測量數據填入表三：測量數據填入表三：表三表三Vi(v)Vi(v)f(Hz)f(Hz)Vo(v)Vo(v)1010101010101010101010101010101010101010()7五、實驗儀器：五、實驗儀器：函數發生器一臺函數發生器一臺 ，雙蹤示波器一臺，實驗板一塊，雙蹤示波器一臺，實驗板一塊 六、實驗報告要求：六、實驗報告要求：1 1、敘述實驗內容及實驗步驟；、敘述實驗內容及實驗步驟；2 2、整理實驗數據，并以、整理實驗數據，并以f f為橫坐標為橫坐標，VoVoViVi為