信号与线性系统实验报告
实验5 零输入响应与零状态响应分析
1、实验内容
电路的响应一般可分解为零输入响应和零状态响应。首先先考察一个实例：在下图中由RC组成一电路，电容两端有起始电压vc(0?)，激励源为e(t)。
则系统响应——电容两端电压：
?tRC?(t??)1RCvv(0?)?ee(?)d? ?RC0t1vc(t)?e上式中第一项称之为零输入响应，与输人激励无关，零输入响应e始电压值开始，以指数规律进行衰减。
?tRCvv(0?)是以初
第二项与起始储能无关，只与输入激励有关，被称为零状态响应。在不同的输入信号下，电路会表征出不同的响应。
2、实验过程
1、 系统的零输入响应特性观察：
（1） 通过信号选择键选择信号发生器为模式2，对应的脉冲信号发生器产
生周期为35ms的方波信号。用短路线将脉冲信号输出端与“零输入响应与零状态响应”单元的X1端口相连，用脉冲信号作同步，观察输出信号的波形。
（2） 同上步，将信号产生模块中脉冲信号输入到X2、X3端口，用脉冲信
号作同步，分别观察输出信号的波形。
2、 系统的零状态响应特性观察：
（1） 通过信号选择键选择信号发生器为模式2，对应的脉冲信号发生器产
生周期为35ms的方波信号。用短路线将脉冲信号输出端与“零输入响应与零状态响应”单元的X1端口相连，用脉冲信号作同步，观察输出信号的波形。
（2） 同上步，将信号产生模块中脉冲信号输入到X2、X3端口，用脉冲信
号作同步，分别观察输出信号的波形。
信号与线性系统实验报告
3、实验数据
与X1端口相连，用脉冲信号作同步，观察输出信号的波形： Channel1：
Channel2：
与X2端口相连，用脉冲信号作同步，观察输出信号的波形： Channel1：
信号与线性系统实验报告
Channel2：
与X3端口相连，用脉冲信号作同步，观察输出信号的波形： Channel1：
Channel2：
4、实验结果分析及思考
1、叙述如何观察系统的零输入响应？
答： 在脉冲信号的低电平期间观察。
2、理论分析相应连续信号在该电路下的零状态，并与实际实验结果进行对照比较。 答：由 i(t)?C?dUC(t) dt
信号与线性系统实验报告
dU(t)?e(t)?C??R?UC(t)?零状态响应为：? dt?U(0?)?0?CUC(t)?ke?e(t)
其中：k?e(0)?0
得：
根据所给条件，求得在R1?100K、R2?51K、R3?10K、C?0.1uF脉冲信号发生器产生周期为35ms的方波信号的情况下的理论值能与试验结果较好吻合。
?tRC
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