线性系统的频率特性实验报告
实验四 线性系统的频率特性
一、实验目的：
1．测量线性系统的幅频特性
2．复习巩固周期信号的频谱测量
二、实验方法：
1．输入信号的选取
这里输入信号选取周期矩形信号，并且要求
T
τ
信号具有丰富的谐波分量，通过观察系统的输入、输出波形的谐波的变化，分析系统滤波特性。周期矩形信号可以分解为直流分量和许多谐波分量；由于测量频率点的数目有限，因此需要排除谐波幅度为零的频率点，周期矩形信号谐波幅度
KT
Ω，其中K =1、2、3、… 。
为零的频率点是τ
不为整数。这是因为周期矩形
图11.2 输入的周期矩形信号幅度频谱
2．线性系统的系统函数幅度频率特性分析 （1）RL 低通网络
V V out (j
ω)
（a ） RL电路 （b ） 幅频特性曲线
1
v o (t ) +
L dv o (t ) ⋅=v i (t ) R dt
输入周期矩形信号，通过RL 低通网络的输出波形如下：
t (μs )
t (μs )
图11.4 通过RL 低通网络的输入、输出信号
对比输入、输出信号，可以看到输出信号的跳变部分被平滑，说明输入信号通过RL 低通网络后，滤除高频分量。
R
V (j ω) L 描述RL 低通网络的系统函数的频率特性为H (j ω) =o =
R V i (j ω)
j ω+
L
三、实验实验设备与器件
1．函数信号发生器 2．选频电平表 3．双踪示波器 4．实验箱
5．电阻、电感、电容若干
四、实验内容
1．仪器使用与调试（参见实验一）
输入信号选取：周期方波信号，周期T =200μs ，脉冲宽度τ=60μs ，脉冲幅度V p =5V 。
2．RL 低通网络
在实验箱上连接成RL 电路（4.7mH 电感、220Ω电阻）。分别测量输入、输出的时域波形；分别测量RL
低通电路的输入、输出信号的基波到第十次谐波，
2
并记录测量的各次谐波频率f (KHz ) 及对应谐波频率的幅度V (dB ) 。 测量图如下：
3．RC 高通网络
在实验箱上连接成RC 电路（47nF 电容、220Ω电阻）。测量数据的要求同RL 低通电路。 测量电路如下：
3
4