2024年4月2日发(作者：蒉元彤)
实验1 阶跃响应与冲激响应
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方法。
二、几个概念与解释
1、系统的定义：系统是由若干相互作用和相互依赖的事物组
合而成的具有特定功能的整体。从数学角度，也可理解为：系
统也可定义为实现某种功能的运算。
2、响应：将输入信号（又称激励）作用于系统，得到的输出
信号就称为响应。
3、零输入响应：没有外加激励信号的作用，只是由初始状态
（初始时刻系统的储能）所产生的响应。
4、零状态响应：不考虑初始状态系统的储能作用（初始状态
为零）由系统的外部激励信号所产生的作用。
5、冲激响应：将冲激信号作用于系统得到的输出信号就
叫冲
激响应。
6、阶跃响应：将阶跃信号作用于系统得到的输出信号就叫阶
跃响应。
7、单位冲激响应：单位冲激信号作为激励，在系统中产生的
零状态响应，就称为单位冲激响应。
8、单位阶跃响应：单位阶跃信号作为激励，在系统中产生的
零状态响应，称为单位阶跃响应。
四、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与冲激
响应的电路连接图
图1-1（a）为阶跃响应电路连接示意图
图1-1（b）为冲激响应电路连接示意图
信号源
方波信号
P914 P915
TP906
1
W902
10KΩ
L1
10mH
C2
0.1μ
图1-1 (a) 阶跃响应电路连接示意图
信号源
方波信号
产生冲激信号
TP913
1
C1
TP906
1
P912
R1
1KΩ
W902
10KΩ
L1
10mH
C2
0.1μ
图1-1 (b) 冲激响应电路连接示意图
其响应有以下三种状态：
L
（1） 当电阻R＞2
C
时，称过阻尼状态；
（2） 当电阻R = 2
L
时，称临界状态；
C
（3） 当电阻R＜2
L
时，称欠阻尼状态。
C
以上两个电路的输出信号可以工作在：欠阻尼、临界和过阻
尼三种状态下，可根据不同的需要进行选择。
根据电路中的参数计算出临界状态状态下的电阻值为
R = 2
L
当：R =630.5Ω时，输出处于临界状态。
C
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
用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。
2024年4月2日发(作者：蒉元彤)
实验1 阶跃响应与冲激响应
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方法。
二、几个概念与解释
1、系统的定义：系统是由若干相互作用和相互依赖的事物组
合而成的具有特定功能的整体。从数学角度，也可理解为：系
统也可定义为实现某种功能的运算。
2、响应：将输入信号（又称激励）作用于系统，得到的输出
信号就称为响应。
3、零输入响应：没有外加激励信号的作用，只是由初始状态
（初始时刻系统的储能）所产生的响应。
4、零状态响应：不考虑初始状态系统的储能作用（初始状态
为零）由系统的外部激励信号所产生的作用。
5、冲激响应：将冲激信号作用于系统得到的输出信号就
叫冲
激响应。
6、阶跃响应：将阶跃信号作用于系统得到的输出信号就叫阶
跃响应。
7、单位冲激响应：单位冲激信号作为激励，在系统中产生的
零状态响应，就称为单位冲激响应。
8、单位阶跃响应：单位阶跃信号作为激励，在系统中产生的
零状态响应，称为单位阶跃响应。
四、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与冲激
响应的电路连接图
图1-1（a）为阶跃响应电路连接示意图
图1-1（b）为冲激响应电路连接示意图
信号源
方波信号
P914 P915
TP906
1
W902
10KΩ
L1
10mH
C2
0.1μ
图1-1 (a) 阶跃响应电路连接示意图
信号源
方波信号
产生冲激信号
TP913
1
C1
TP906
1
P912
R1
1KΩ
W902
10KΩ
L1
10mH
C2
0.1μ
图1-1 (b) 冲激响应电路连接示意图
其响应有以下三种状态：
L
（1） 当电阻R＞2
C
时，称过阻尼状态；
（2） 当电阻R = 2
L
时，称临界状态；
C
（3） 当电阻R＜2
L
时，称欠阻尼状态。
C
以上两个电路的输出信号可以工作在：欠阻尼、临界和过阻
尼三种状态下，可根据不同的需要进行选择。
根据电路中的参数计算出临界状态状态下的电阻值为
R = 2
L
当：R =630.5Ω时，输出处于临界状态。
C
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
用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。