试验六 采样与保持长安大学自动控制

/实验六采样与保持采样实验一、实验要求如图所示，构造系统，并编制程序。微机通过A／D转换模块以一定的采样周期采样Ｂ9模块产生的正弦波信号，并通过上位机显示.在不同采样周期下,观察比较输入及输出的波形（失真程度）。二、实验说明微机编程实现以不同采样周期采样正弦波，调节B7部分信号发生器的调频旋钮，并以此作为A/D采样周期T。改变T的值，观察不同采样周期下输出波形与输入波形相比的复原程度(或失真度）.根据香农定理,采样频率f必须不小于被测周期性信号的２倍,才能满足信号无失真复原的需要。即采样周期T在满足tA/Ｄ+t处理的前提下,T越小越好（ｔA/Ｄ为A/D转换时间,t处理为计算机对信息进行处理所用的时间，在本系统中与采样周期相比可忽略不计；TS为被测周期信号的周期）。三、实验步骤（１)接线:模块B2虚拟示波器的CＨ１接模块B9的正弦波输出端SIN,B7中的OUT与J1下部的IＲQ７相连,将Ｂ７部分的Ｓ和ST用开关连接,S1置到阶跃档(最顶端），S2置到20－60MS档,将B9部分中开关置于400档，正弦波的幅值和频率调节到合适的范围.(２）示例程序:见CＰ3－1源文件。(3）运行虚拟示波器（4)现象：先调节B7中的调频旋钮使频率达到最大，再调节B9部分的调频和调幅旋钮(正弦波的幅度不能太大),使虚拟示波器中的正弦波处于不失真状态，记录下此时的采样周期，然后调节B7中的频率旋钮使频率慢慢降低直到虚拟示波器中的正弦波严重失真，记录下此时的采样周期。注意该实验是由中断来控制采样和发送的，所以Ｂ7中的调频旋钮不能调得太低，否则会导致虚拟示波器运行太慢甚至死机。保持器实验一、实验要求搭建如图系统二、实验说明启动采样程序,此时无零阶保持器，系统的输出波形将失真。因为再计控系统中若无零阶保持器将导致不稳定,即在采样点间短暂失控，系统输出波形将失控。因为D/A器件具有两极输出锁存能力，所以D/Ａ器件具有零阶保持器的作用。三、实验步骤（１）接线：实际系统线路示意图如下：实验模块B7的信号发生器的输出端OUT作为输入信号R,将B７信号发生器部分中的S和ST,G１和Ｇ用开关连接，S1开关置在阶跃信号档（最顶端)，S2置在0.2—6S档,调节调幅旋钮使信号输出端OUＴ幅值为3V，调剂调频旋钮使周期为5Ｓ。使用运放单元搭建图中模拟部分从左到右依次用A2、A6、A4来完成.图中点Ｅ接B５模块的输入IＮ7。B１数模转换单元的输出OＵＴ2接入第三级运放的输入端,第三级运放的反馈电阻2５０Ｋ由Ａ５中的电位器W4提供，连接方法为将电位器的一端连到Ａ4的IN端，另一端连接A4中的OUT.最后10K用A4中的OUT和Ｆ之间的10K电阻.用CH2观察系统输出点OUT2(B1数模转换单元部分）。(2）示例程序:见CP３—2和ＣP３—3源文件。（3）运行虚拟示波器。（4)现象：分别运行程序ＣP3—２和ＣP3－3，程序CＰ3-２和CP3－3以两个不同的采样周期分别为20ms和４0mｓ，并通过D/A转换输出。使用虚拟示波器CH2通道观察B1部分数模转换单元输出点OＵT2的波形,如果现象不明显，适当调节2５０K电阻到100K左右和B4的调频和