二階網絡函數的模擬

一、實驗目的
1．了解二階網絡函數的電路模型。
2．研究網絡參數的變化對其輸出響應的影響。
3．用基本運算器模擬系統的微分方程和傳遞函數。
二、實驗設備
1．TKSS-D 型 信號與系統實驗箱
2．雙蹤慢掃描示波器1 臺
三、實驗內容
1．根據給定的二階網絡函數連接其模擬解的方框圖。
2．推導圖4-5 中各測試點與輸入Ui的傳遞函數，據此作出相應的對數幅頻特性曲線，
并與實驗結果進行比較。
四，實驗原理
1．微分方程的一般形式為

其中x 為激勵信號，y 為系統的輸出。模擬系統微分方程的解題規則是將微分方程輸出
函數的最高階導數保留在等式的左邊，把其余各項均移到等式的右邊，這個最高階導數
作為第一個積分器的輸入，以后每經過一個積分器，輸出函數的導數就降低一階，直到
輸出為止。y 和它的相關階導數項分別通過各自的比例運算器后送至第一個積分器前面的
求和器，并與輸入函數相加，則該模擬裝置的輸入和輸出所表征的方程與被模擬的微分
方程完全相同。圖8-1 和8-2 分別為一階微分方程的模擬解框圖和二階微分方程的模擬
解框圖。

五、實驗步驟
1．寫出實驗電路的微分方程，并求解之。
2．用本實驗箱中相關的電路單元，組建圖8－4 所示的模擬電路圖（參考圖8-5）。
3．將正弦波信號接到圖8－5 所示電路的輸入端，調節R3 與R4，用示波器觀察各測試點的波形，并記錄之。
4．將方波信號接入電路的輸入端，調節R3 與R4，用示波器觀察各測試點的波形，并記錄之。
六、實驗報告
1．畫出實驗中觀察到的各種波形。對經過基本運算器前后各點波形的對比，分析參數
的變化對運算器輸出波形的影響。
2．繪制二階高通，帶通，低通網路函數的模擬電路頻率特性曲線。
3．歸納二階高通，帶通，低通網絡函數的模擬電路頻率特性曲線各自的特點。
七、實驗思考
1．微分方程的模擬解與數值解各有什么特點？
2．試舉例說明高通、帶通和低通濾波器的實際應用？