实验二典型环节频率特性的测试

1、实验二典型环节频率特性的测试、实验目的1. 掌握典型环节频率特性曲线的测试方法。2根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。二、实验设备：TKKL-1实验箱一台，超低频示波器一台三、实验内容1?惯性环节的频率特性测试。2.由实验测得的频率特性曲线求传递函数。四、实验原理1. 系统的频率特性一个稳定的线性系统，在正弦信号作用下，它的稳态输出是与输入信号同频率的正弦信号，振幅与相位一般与输入信号不同。测取不同频率下系统的输出、输入信号的幅值比和相位差，即可求得这个系统的幅频特性和相频特性。设输入信号x( t) = Xmsin，t,贝揃出幅频特性G(r J信号为 y( t) =Ymsin(? t :

2、) =XmG(j Jsin( , tJ。相频特性.Xm2. 频率特性测试一一李沙育图形法将X(.t)、yC t)分别输入示波器的 X、丫轴，可得如下李沙育图形如图5-1幅频特性测试：Y 2Y2Y由 G() m ,有 L( ) = 20lg A( J = 20lg m(dB)X m 2X m2Xm改变输入信号的频率，即可测出相应的幅值比，测试原理示意图如图5-2。f(Hz)1234567891011121214152Ym( V)2Xm( V)2Y m/2Xm20lg(2 Ym/2Xm)O图5-2幅频特性测试图相频特性测试：当= 0 时 ,x(0) =0y(0) fsin :x( t)二 Xmsi

3、n ty(，t) =Ymsin( t ：)Ym2y(0)2vm限时相位的计算公式变为图5-3相频特性测试图(李沙育法)3惯性环节：电路如图5-4，传递函数为G(s)皿S(S)Ts+1 0.02s +1c(l/其中，2y(0)为椭圆与丫轴相交点间的长度，上式适用于椭圆的长轴在一、三象限；当椭圆的 长轴在二、四象咖)=180 S in j2y(0)-2Ym相频特性记录表f(Hz)1234567891011121214152y0 (V)2Ym (V)PCO假设取C=0.1uF, R=100K R2=200K 则系统的转折频率为fT = 1/2 二 T =7.96Hz(T RC)图5-4惯性环节测试电

4、路五、实验步骤1 ?在实验箱上搭建惯性环节电路如图5-4,并接入比例环节。 输入信号源，电路和信号 源输出接示波器。在不致输出饱和的情况下，输入信号尽量大一些，测试输入信号的幅度(用2Xm表示)。测试时将示波器扫描和幅值衰减档置校准位置，读出格数再转化为电压，此_后，应不再改变输入信号的幅度。为读数方便，在读2Xm 2Ym时，可将示波器 X轴增益调到0,使光点在荧光屏上只作垂直运动。2.调节函数信号发生器使频率由低到高(1? 15H0变化，测量对应的2y(0)、2Xm2Ym数据填入表格，在转折频率附近可以多测量几点。3?由n , : y(0)/Y m: =sin2y(0)/2Y m 绘制对数相频特性曲线。4.根据L( ) =20lg(2Y m/2Xm)绘制对数幅频特性曲线。5?将绘制后的波特图与准确的波特图进行对比，分析误差原因。六、实验报告要求1. 写出被测环节的传递函数，画出相应的模拟电路图。2. 把实验数据和计算数据填入表格，记录李沙育图形形状和光点运动方向。3. 绘制被测环节的幅频、相频Bode图，分析实测Bode图产生的误 差。七、思考题：1