典型环节频率特性分析实.doc

1、实验三典型环节频率特性分析一实验目的1. 学习频率特性分析仪的使用；2. 掌握频率特性测试方法；3. 掌握由对象频率特性求传递函数的方法。二实验设备及简介1. 实验设备TD4011A 频率特性分析仪，微计算机，打印机。2. TD4011A 频率特性分析仪简介图 1TD4011A 频率特性分析仪显示区TD4011型频率特性分析仪数字键区ABGENERATOR789SelectVHz456RESETsR-LOGRqOver123CLEAR上档键.0ENTERDELAYCYCLEAMPLFREQF MAXF MINDLOGDLIN电源开关 POWERSETUPGENERATORANALYZERREC

2、YCLESIGLESTOPHOLDLOGLIN LOGLINOFFLOCALPRINTPROGRAMDOWNAUTO30mV300mV3V30V300VA+jBR/ qLOGR/ q下档键HLHL功能键区信号发生器输出分析仪输入图 2TD4011A 频率特性分析仪面板图TD4011A 分析仪如图1 所示，由信号发生器和分析器组成。其面板图如图2 所示。主要按键功能：上档键SETUP。按一次灯亮，上档功能有效。再按一次，灯灭，上档功能无效。DELAY 延迟时间。分0.1s 、1s、 10s 三档。每按一次，循环改变一次。CYCLE 积分周数。分1、10、 100、 1000 三档。每按一次，循环

3、改变一次。积分周数大精度高。AMPL 信号发生器输出电压值。FREQ 信号发生器输出频率值。FMAX 扫频（即频率按顺序变化）频率上限。FMIN 扫频频率下限。DLOG 对数扫频增量（每倍频程扫频步数）DLIN 线性扫频增量（单位：Hz ）PROGRAM 前后面板输入选择。0 为前面板输入， 1 为后面板输入。用数字键区SELECT 键改变。 以上功能设定，均由ENTER 键确认，且相关功能键上的灯灭后方能生效。1DOWN下档键。按一次灯亮，下档功能有效。再按一次，灯灭，下档功能无效。下档功能中AUTO 、 30mV 、 300mV 、 3V 、 30V 、 300V 为输入量程选择；下档功能

4、中、为输入波形选择（只有正弦状态才能进行频响测量）；下档功能中A+jB、R/q 、 LOGR/ q 为显示方式选择。 下档键功能均为灯亮有效。DOWN中档键SETUP键和键指示灯都不亮时中档功能有效。RECYCLE 发生器输出连续扫频信号；SINGLE发生器输出单步扫频信号；STOP 测量停止。只有此键灯亮时才能对面板状态进行设定；HOLD 将发生器信号保持在扫频范围内的某一频率上；LOG 对数上扫（即发生器信号频率按对数规律由FMIN 至 FMAX 变化）；LIN 线性上扫； LOG 对数下扫； LIN 线性下扫；OFF 关断扫频；LOCAL 与计算机进行通讯；PRINT 打印，实验中此功能

5、不用；PROGRAM 信号源停止时的相位设置。 按键位于中档键标识处，特别提醒上档和下档功能设定时，均要按在中档位置。数字键区Select 选择键；RESET 复位键，强迫进入初始状态；CLEAR 发生器显示清零，不清内存；ENTER 确认键。三实验内容及步骤1.已知环节 1，测试其频率特性。CR1实验前准备内容环节 1 网络如图 3 所示， R1 200K ， R2 2KuiR2uo，C 1 F。求出环节传递函数及频率特性。图3 环节 1电路图 绘制环节的对数幅频渐近线，并进行修正；绘制其对数相频特性；由对数频率特性确定实验频率f 的最佳范围（注意：f2仪器允许频率范围）。0.001 100

6、0Hz实验步骤打开计算机，进入WIN98 操作系统，将软件狗插入USB 接口。2将网络 1 的输入、输出端分别接入分析仪前面板的发生器输出端和分析仪输入端，打开分析仪电源开关，预热数分钟后，轻按RESET键（在数字键区）复位。设置 TD4011A 分析仪参数：a) 设置发生器参数：延迟时间为 0.1；积分周数为 1；输出电压为 1V ；扫频频率上限和下限自选；对数扫频增量为 5；选择前面板输入。以上参数设定参考分析仪简介。b) 选择输入状态及显示方式：量程为自动；波形为正弦；显示方式为LOGR/ q 。c) 选择扫频状态： 在STOP 、 OFF灯亮的情况下， 按下LOCAL（计算机通讯） 、

7、 LOG （对数上扫）键。频率测量： 双击计算机屏幕上图标， 出现数据处理系统画面如图4 所示，在菜单栏点击 “文TD4011件”“数据调入”“从串口读取数据”（或直接点击快捷菜单第二块“从串口读取数据”）；再点击菜单栏“设置”“角度范围-180 +180”。然后在画面上端选择“接受数据”，计算机处于接收状态，再按分析仪RECYCLE（连续）键开始测量。由于开始频率较低，速度慢，请同学耐心等待。图 4数据处理画面3图 5 显示数据画面 显示打印曲线：待分析仪测量结束即 STOP 、 OFF 灯亮后，点击画面上“停止接收”选项，再点击“显示数据” ，出现数据显示画面如图 5 所示。选择“绘图”菜

8、单的“波特图” ，出现图形显示画面如图 6 所示。再选择图框下方的“线图”按钮，图框中同时显示BODE 图的幅频和相频特性曲线。如果频率范围不合适，修改后重复测量。合适则打印曲线。2 测试未知网络频率特性，求环节传递函数。实验步骤将网络 2 的输入、输出端分别接入分析仪前面板的发生器输出端和分析仪输入端；设置分析仪参数同内容1 的实验步骤，频率扫频范围为0.05Hz 1000Hz 。测试、接收数据，显示打印曲线，同内容1 的实验步骤、。图 6图形显示画面四实验预习报告要求：1. 写出网络 1 的传递函数，画出其对数幅频渐近线及相频特性，并进行修正。2.确定实验的频率f 范围(2f ，仪器允许频率范围0.001 1000Hz) 。五实验报告要求：1. 整理网络 1 的实验曲线，对数幅频、相频采用同一频率轴分别绘制，且纵坐标单位分别为20lg A（）（ dB），A=Uo /Ui；( ) 。横坐标单位为rad/s)。与修正的曲线进行比较，分析误差原因。2.整理网络 2 的实验曲线（要求