二阶网络函数的模拟

二阶网络函数的模拟

一、实验目的
1．了解二阶网络函数的电路模型。
2．研究网络参数的变化对其输出响应的影响。
3．用基本运算器模拟系统的微分方程和传递函数。
二、实验设备
1．TKSS-D 型 信号与系统实验箱
2．双踪慢扫描示波器1 台
三、实验内容
1．根据给定的二阶网络函数连接其模拟解的方框图。
2．推导图4-5 中各测试点与输入Ui的传递函数，据此作出相应的对数幅频特性曲线，
并与实验结果进行比较。
四，实验原理
1．微分方程的一般形式为

其中x 为激励信号，y 为系统的输出。模拟系统微分方程的解题规则是将微分方程输出
函数的最高阶导数保留在等式的左边，把其余各项均移到等式的右边，这个最高阶导数
作为第一个积分器的输入，以后每经过一个积分器，输出函数的导数就降低一阶，直到
输出为止。y 和它的相关阶导数项分别通过各自的比例运算器后送至第一个积分器前面的
求和器，并与输入函数相加，则该模拟装置的输入和输出所表征的方程与被模拟的微分
方程完全相同。图8-1 和8-2 分别为一阶微分方程的模拟解框图和二阶微分方程的模拟
解框图。

五、实验步骤
1．写出实验电路的微分方程，并求解之。
2．用本实验箱中相关的电路单元，组建图8－4 所示的模拟电路图（参考图8-5）。
3．将正弦波信号接到图8－5 所示电路的输入端，调节R3 与R4，用示波器观察各测试点的波形，并记录之。
4．将方波信号接入电路的输入端，调节R3 与R4，用示波器观察各测试点的波形，并记录之。
六、实验报告
1．画出实验中观察到的各种波形。对经过基本运算器前后各点波形的对比，分析参数
的变化对运算器输出波形的影响。
2．绘制二阶高通，带通，低通网路函数的模拟电路频率特性曲线。
3．归纳二阶高通，带通，低通网络函数的模拟电路频率特性曲线各自的特点。
七、实验思考
1．微分方程的模拟解与数值解各有什么特点？
2．试举例说明高通、带通和低通滤波器的实际应用？