针 fl ® 慣针 逆针时逆 时表中2Y。为椭圆与Y轴交点之间的长度，2X 0为椭圆与X轴交点之间的距离， X m和Ym分别为X (t)和Y (t)的幅值。
三、 主要仪器设备
1控制理论电子模拟实验箱一台; 2 •慢扫描示波器一台； 3. 任意函数信号发生器一台； 4. 万用表一只。
四、 操作方法和实验步骤
1•实验一
(1) 根据连接图，将导线连接好
(2)
以接下来就要将 CH2接在串联电阻电容上， 将
由于示波器的CH1已经与函数发生器的正极相连， 所
函数发生器的正极接入总电路两端，并且示波器和函数发生器的黑表笔连接在一起接地。 (3) 调整适当的扫描时间，将函数发生器的幅值定为 5V不变，然后摁下扫描时间框中的
menu,点击从
Y-t变为X-Y 显示。
(4) 改变函数发生器的频率，记录数据及波形。 2.实验二：基本与实验一的实验步骤相同。
五、实验数据记录和处理
实验一：求计算的相频特性与幅频特性的公式为:
R(s) C(s)
10
10
7
G (s)
(s ■ 10 )(s 10 )
10
4
, 3 , 4
s2
4
2
11000 s - 10
7
10
8
(s - 10 )( s 10 ) - 10 s
3 4
s 21000 s 10
s
10
2
4
10
8
+—
,
G(?.)
(10 - ■ ■ ) ■ j (11000 - ■) (1^
7
7
a - bj c dj
7
2
- ■ . ) ■ j (21000 - ■)
2
a = e = 10 - - ■
b =11000 -. d 二 21000 - ■
-■/(ac ■ bd ) 2 - (be —ad )2 二 20 Ig
be — ad
C ■) = arctan --------------
ac +bd
2XO (ra d / s) f (Hz) 0( V) 2 X 实测 m 2Y计算 m( 2Ym 2Xm 实测 L@) 计算 L®) (V) 5.12 5.12 V) 4.96 4.48 -0.094 -0.092 -0.277 -0.252 0.969 0.875 94.25
15 50 0.48 1.4 -0.276 -1.160 -0.121 -1.096 314.16 628.32 100 1.6 5.12 3.76 -0.318 -0.318 0.734 -2.682 -2.793 1256. 200 1.24 5.12 3.04 -0.245 -0.238 0.594 -4.528 -4.667 1884.96 300 0.84 5.12 2.8 -0.165 -0.140 0.547 -5.242 -5.329 2513.27 400 0.36 5.12 2.8 -0.070 -0.063 0.547 -5.242 -5.561 3141.59 500 0.08 5.16 2.68 -0.016 -0.002 0.519 -5.690 -5.616 4398.23 700 0.56 5.16 2.68 0.109 0.090 0.519 -5.690 -5.502 5026.55 800 0.8 5.08 2.84 0.158 0.126 0.559 -5.051 -5.387 6283.19 1000 1.08 5.08 2.84 0.214 0.183 0.559 -5.051 -5.102 12566.37 2000 1. 5.2 3.44 0.321 0.308 0.662 -3.5 -3.4 18849.56 3000 1.44 5.16 3.8 0.283 0.313 0.736 -2.657 -2.307 31415.93 5000 1.36 5.12 4.36 0.269 0.254 0.852 -1.396 -1.120 43982.30 7000 0.96 5.12 4.76 0.1 0.201 0.930 -0.633 -0.634 62831.85 10000 0.8 5.12 4.94 0.157 0.150 0.965 -0.311 -0.330 125663.71 20000 0.4 5.08 5 0.079 0.078 0.984 -0.138 -0.087 251327.41 40000 0.2 5.08 5.04 0.039 0.040 0.992 -0.069 -0.022 628318.53 100000 0.28 5.08 5.06 0.055 0.016 0.996 -0.034 -0.004 实验二：求计算的幅频特性与相频特性的公式为: G (s)
10
厂
s(0.2 +s) +10 s +5s +50
G ( r ■)
50
厂
(50 _时)+5
[(50 — • )
2 2 , 2
2.]
一 5:
「(.辻)=arctan
2
50 -CO
LC ■) =20 lg
50
.[(50 - • 2 2, , )
2
2^ .]
2X°( 2X m 2Ym ( 实测 计算 2Ym 实测 计算 O (ra d / s) f (Hz) 2X m V) (V) V) %） 聪） L(CO) L （豹） 1.88 0.3 1 5.08 5.24 -0.198 -0.200 1.031 0.269 0.465 3.14 0.5 1.92 5.24 5.84 -0.375 -0.373 1.115 0.942 1.291 4.40 0.7 3.04 5.04 6.8 -0.7 -0.622 1.349 2.602 2.446 5.03 0.8 3.52 5.04 7.2 -0.773 -0.793 1.429 3.098 3.033 5.65 0.9 4.32 5.12 7.36 -1.004 -1.003 1.438 3.152 3.471 6.28 1 4.72 5.12 7.52 -1.173 -1.248 1.469 3.339 3.575 6.91 1.1 5.04 5.04 7.04 -1.571 -1.506 1.397 2.903 3.190 7.54 1.2 4.72 5.04 6.48 1.213 1.391 1.286 2.183 2.312 8.17 1.3 4.46 5.2 5.84 1.031 1.182 1.123 1.008 1.085 10.05 1.6 3.38 5.12 3.52 0.721 0.778 0.688 -3.255 -3.125 50
12.57 2 2. 5.04 2.08 0.551 0.527 0.413 -7.687 -7.950 31.42 5 0.82 5.04 0.4 0.163 0.166 0.079 -22.007 -25.575 43.98 7 0.52 5.16 0.2 0.101 0.116 0.039 -28.232 -31.583 六、实验结果与分析 1•实验结果分析
（1）实验一
根据测得的数据，并经过一系列计算之后，得到的实验一幅频相频特性曲线如图所示:
实验一幅频特性曲线（实验）
实 验一相频特性曲线（实验） 通过运用公式理论计算得到的曲线如下图所示
：
实验一幅频特性曲线（计算）
实验一相频特性曲线（计算） 通过matlab仿真所得实验一中的幅频相频特性曲
线如下图所示：
Sadi KMwin*
W1 wa
F 科 MT
10*
由此可以看出，所测并计算之后得到的幅频特性曲线与相频特性曲线和公式计算结果所得到的曲线非常相 近，并且与通过 matlab仿真得到的波特图之间的差距很小，但仍然存在一定误差。 （2）实验二
根据测得的实验结果，在
matlab上绘制幅频特性曲线图如下图所示：
实验二幅频特性曲线（实验）
实验二相频特性曲线（实验）
根据计算结果，在 matlab上绘制幅频曲线如下图所示
实验二幅频特性曲线（计算）
实验二相频特性曲线（计算） 通过matlab程序仿真得到的幅频与相频曲线如下
图所示：
由上图分析可以得到， 实验所测得到的幅频特性曲线与计算结果得到的曲线几乎一样， 并且与matlab仿真
的波特图非常相近。但是实验所测得到的相频特性曲线虽然和计算结果得到的曲线较为温和，但是却与 matlab仿真得到的相频曲线有着非常大的差别。这一点的主要原因为：。。。
2. 实验误差分析
本次实验的误差相对于其他实验的误差而言比较大，主要原因有以下几点：
（1） 示波器读取幅值的时候，由于是用光标测量，观测到的误差相对来说非常大，尤其是当李萨如图像 与x轴的交点接近于零的时候，示波器的光标测量读数就非常困难了。
（2） 在调整函数发生器的频率过程中，由于示波器的李萨如图像模型对于横坐标扫描时间的要求，导致 当频率增加的时候，可观测的点寥寥无几。只能用
display里面的连续记录显示功能来记录波形。这样记
录下来的波形，由于本身点走动的时候带有一定厚度，导致记录波形的宽度非常大，并且亮度基本一致， 无法判断曲线边界的具体值，造成的误差也是非常大的。
（3） 在绘制曲线过程中，由于测量数据点有限，而造成绘制曲线与计算值存在一定误差。 （4） 本次实验的计算量非常繁琐且冗杂，对于实验误差的影响也是非常大的。 （5） 电阻和电容等非理想元件造成的误差
3. 思考题
（1） 在实验中如何选择输入的正弦信号的幅值？
解：先将频率调到很大，再是信号幅值应该调节信号发生器的信号增益按钮，令示波器显示方式为信号 时间模式，然后观测输出信号，调节频率，观察在各个频段是否失真。
（2） 测试频率特性时，示波器 Y轴输入开关为什么选择直流？ 便于读取数据，使测量结果更加准确。 （3） 测试相频特性时，若把信号发生器的正弦信号送入 圆光点的转动方向，如何确定相位的超前和迟后？
若将输入和输出信号所在的坐标轴变换，则判断超前和滞后的办法也要反过来，即顺时针为滞后，逆时针 为超前。 七、讨论、心得
-
Y轴，被测系统的输出信号送入 X轴，则根据椭
1. 在实验过程中，一定要耐心仔细，因为可能会出现李萨如图像与光轴的两个交点非常接近于原点，由 于曲线本身的宽度，
造成的视觉误差会非常大。所以在用光标测量数据的时候，一定要非常仔细耐心，尽 可能让误差降到最小。
2. 在实验过程中，随着频率的增加，李萨如图像的显示光点也会随之减少，这个时候一定要适当调节扫 描时间，尽量往小
调，让扫描光点增加，形成比较完整的曲线，以便于测量与观察。
3. 在做第二个实验的时候，即使扫描时间已经调到了最小，仍然无法看见完整的曲线，这时，需要摁下 示波器上display按
钮，然后点击是否记录轨迹，然后就可以让点完整清晰地将曲线还原回来，从而减小 误差。
4. 在计算过程中，注意认真仔细。计算量繁杂，容易导致计算错误，可以多设几个变量来解决。
5. 在绘制曲线过程中，如果直接用角速度 w 的话，有可能会出现小频率的点比较密集，大频率的点比较 疏松，得到的曲线
误差比较大，并且并不美观。当数据相差较大时，我采用了将横坐标求对数之后，再将 新得到的数据作为横坐标绘制图像，则实验图像变得非常美观和清晰，并且具有说服力。
6.
量的方法以及怎样求幅频特性
通过本次实验，我了解到了频率特性测
|G(w)|和相频特性$ (w)的值，并
且通过将自己实验所得曲线、实际计算曲线与 matlab 仿真之间的对比，将理论、实践、仿真融为一体，使 我更加加深了频率响应曲线的认识。这样的方法，在以后的学习过程中，会应用的更加广泛，并且具有非 常深远的意义。
