淮北师范大学 自动控制原理实验指导
Gh(s)?T 1?Ts式中T为采样周期。该式可近似地用图10.5所示的R-C网络来实现。
RC
图5.5
五、实验步骤
1、同时按下电源单元中的按键开关S001，S002，按下信号源单元的按键开关S1001，调节频率旋钮W1001改变正弦信号的频率，调节幅度旋钮W1002改变正弦信号的幅度。选取连续时间信号f(t)的频率为100Hz―200 Hz，幅度在3V左右（峰-峰值约6V）。
2、连接正弦波信号输出OUT1001到信号采样与恢复单元输入端IN1401，打开信号采样与恢复单元按键开关S1401，观察TP1401处波形。
3、调节频率调节旋钮W1401，观察TP1402处采样脉冲信号s(t)及TP1403处反相脉冲信号。
4、用示波器观察TP1404处采样后的正弦波信号fs(t)。
5、用示波器观察TP1405处采样恢复后的正弦波信号，并与输入信号f(t)进行对比。 6、改变不同频率的正弦波和采样频率，使抽样频率fs?2fB和fs?2fB，重复以上的过程，观察各处波形，比较其失真程度。
7、分析实验结果，完成实验报告。
六、实验结果分析
1、分别绘制出信号f(t)、采样后的信号fs(t)以及恢复后的信号的波形。
2、比较随着采样频率的变化，采样恢复后信号的变化，分析其失真程度，写出本实验过程中的分析结果及体会。
七、实验思考题
1、理想的采样开关与实际的采样开关有何不同？
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2、采样香农定理的物理意义是什么？
3、为什么说零阶保持器不是理想的低通滤波器？
实验六 典型非线性环节的电路模拟
一、实验目的
1、了解并掌握典型非线性环节的静态特性。 2、了解掌握非线性环节的模拟结构。
3、了解并掌握典型非线性环节的模拟研究方法。
二、实验内容
1、完成继电型非线性环节静态特性的电路模拟实验。 2、完成饱和型非线性环节静态特性的电路模拟实验。
3、完成具有死区特性的非线性环节静态特性的电路模拟实验。 4、完成具有间隙特性的非线性环节静态特性的电路模拟实验。
三、实验仪器
1、ZY13001B1自动控制原理实验箱。 2、双踪低频慢扫描示波器。 3、数字万用表。
四、实验原理
输入信号非线性环节Y1示波器Y2
图6.1
图6.1为非线性特性的测量接线图。信号的输入同时接到非线性环节的输入端和示波器的X轴，非线性环节的输出接至示波器的Y轴。X轴选择开关置于停止扫描位置，这样示波器上就能显示相应的非线性特性。
同时在调节输入电压的同时，观察非线性环节输出电压的变化，也可以得到相应的非线性特性曲线。
1、具有继电特性的非线性环节
具有继电特性非线性环节的静态特性，即理想继电特性如图6.2所示：
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UoM0-MUi
图6.2
该环节的模拟电路如图6.3所示：
10KUi10K-+10K-Uo+
图6.3
继电特性参数M，由双向稳压管的稳压值与后一级运放放大倍数之积决定。本实验中所用的双向稳压管均为＋5V的稳压管。
2、具有饱和特性的非线性环节
具有饱和特性非线性环节的静态特性，即理想饱和特性如图6.4所示：
UoM0-MUi
图6.4 - 32 -
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该环节的模拟电路如图6.5所示：
10K10KUi10K-+10K-Uo+
图6.5
饱和特性饱和值等于双向稳压管的稳压值与后一级运放放大倍数之积，斜率K等于两级放大倍数之积。
3、具有死区特性的非线性环节
具有死区特性非线性环节的静态特性，即理想死区特性如图6.6所示：
UoK-△0K△Ui
图6.6
该环节的模拟电路如图6.7所示：
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+12v24KRfR1R0UiInR2Out10K10KR-+R-Uo+24K-12v
图6.7
其中斜率K为：K?RfR0。
死区??R2式中R2的单位为KΩ，且R2?R1(实际死区还要考虑?12(v)?0.5R2(v)，
24二极管的压降值)。
4、具有间隙特性的非线性环节
具有间隙特性非线性环节的静态特性，即理想间隙特性如图6.8所示：
UoCB-△0DE△AUi
图6.8
该环节的模拟电路如图6.9所示：
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