2024年4月2日发(作者：芒静和)

信号与系统实验报告

学院：电子信息与电气工程学院

班级: 13级电信<1>班

学号: 2

姓名: 李 重 阳

实验一 阶跃响应

一、实验目的

1.观察和测量RLC串联电路的阶跃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方法。

二、实验原理说明

实验如图1-1所示为RLC串联电路的阶跃响应的电路连接图。

图1-1 阶跃响应电路连接示意图

其响应有以下三种状态：

（1） 当电阻R＞2

（2） 当电阻R = 2

（3） 当电阻R＜2

L

时，称过阻尼状态；

C

L

时，称临界状态；

C

L

时，称欠阻尼状态。

C

TP906

P914

P915

1

信号源

W902

10KΩ

L1

10mH

C2

0.1μ

方波信号

现将阶跃响应的动态指标定义如下：

上升时间

t

r

：y(t)从0到第一次达到稳态值y（∞）所需的时间。

峰值时间

t

p

：y(t)从0上升到

y

max

所需的时间。

调节时间

t

s

：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的

5

%误差范围所需的时间。

最大超调量δ：

δ

p



y

max



y

(



)

y



















100%

2

y

(

t

)

y

max

y(∞)

y

max

y(∞)

5%

t

r

t

p

t

s

图1-2 冲激响应动态指标示意图

冲激信号是阶跃信号的导数，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。

三、实验内容

1.阶跃响应波形观察与参数测量

设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500Hz。

实验电路连接图如图1-1所示。

① 连接P04与P914。

② 调节信号源，使P04输出f=500Hz，占空比为50%的脉冲信号，幅度调节为

1.5V；（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载

后调节）

③ 示波器CH1接于TP906，调整W902，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过

阻尼三种状态，并将实验数据填入表格1-1中。表1-1

状 态

参数测量

欠 阻 尼 状 态

R<316.23

临 界 状 态 过 阻 尼 状 态

R>316.23

参数测量

tr=

ts=

δ=

R=316.23

tr=

波形观察

3

1.欠阻尼状态

2.临界状态

3，过阻尼状态

注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致。

四、实验报告要求

1.描绘同样时间轴阶跃响应与冲激响应的输入、输出电压波形时，要标明信号幅

度A、周期T、方波脉宽T1以及微分电路的τ值。

2.分析实验结果，说明电路参数变化对状态的影响。

五、实验设备

1.双踪示波器 1台

2.信号系统实验箱 1台

4

2024年4月2日发(作者：芒静和)

信号与系统实验报告

学院：电子信息与电气工程学院

班级: 13级电信<1>班

学号: 2

姓名: 李 重 阳

实验一 阶跃响应

一、实验目的

1.观察和测量RLC串联电路的阶跃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方法。

二、实验原理说明

实验如图1-1所示为RLC串联电路的阶跃响应的电路连接图。

图1-1 阶跃响应电路连接示意图

其响应有以下三种状态：

（1） 当电阻R＞2

（2） 当电阻R = 2

（3） 当电阻R＜2

L

时，称过阻尼状态；

C

L

时，称临界状态；

C

L

时，称欠阻尼状态。

C

TP906

P914

P915

1

信号源

W902

10KΩ

L1

10mH

C2

0.1μ

方波信号

现将阶跃响应的动态指标定义如下：

上升时间

t

r

：y(t)从0到第一次达到稳态值y（∞）所需的时间。

峰值时间

t

p

：y(t)从0上升到

y

max

所需的时间。

调节时间

t

s

：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的

5

%误差范围所需的时间。

最大超调量δ：

δ

p



y

max



y

(



)

y



















100%

2

y

(

t

)

y

max

y(∞)

y

max

y(∞)

5%

t

r

t

p

t

s

图1-2 冲激响应动态指标示意图

冲激信号是阶跃信号的导数，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。

三、实验内容

1.阶跃响应波形观察与参数测量

设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500Hz。

实验电路连接图如图1-1所示。

① 连接P04与P914。

② 调节信号源，使P04输出f=500Hz，占空比为50%的脉冲信号，幅度调节为

1.5V；（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载

后调节）

③ 示波器CH1接于TP906，调整W902，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过

阻尼三种状态，并将实验数据填入表格1-1中。表1-1

状 态

参数测量

欠 阻 尼 状 态

R<316.23

临 界 状 态 过 阻 尼 状 态

R>316.23

参数测量

tr=

ts=

δ=

R=316.23

tr=

波形观察

3

1.欠阻尼状态

2.临界状态

3，过阻尼状态

注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致。

四、实验报告要求

1.描绘同样时间轴阶跃响应与冲激响应的输入、输出电压波形时，要标明信号幅

度A、周期T、方波脉宽T1以及微分电路的τ值。

2.分析实验结果，说明电路参数变化对状态的影响。

五、实验设备

1.双踪示波器 1台

2.信号系统实验箱 1台

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