实验二连续时间系统的频率响应.docx
《实验二连续时间系统的频率响应.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验二连续时间系统的频率响应.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实验二连续时间系统的频率响应
实验二连续时间系统的频率响应
39022622龚小川
1.实验目的：
1.进一步加深对连续时间系统频率响应理解；
2.掌握借助计算机计算任意连续时间系统频率响应的方法。
2.实验原理
1•本实验的基本内容就是将系统函数的幅频特性曲线以及相频特性曲线给画出来。
kd（s_Zj）
而系统函数H（s）二
丨丨（s-Pi）
i1
Ki【（jw-Zj）
令s=jw，则H（jw）二nj-
丨丨（jw-Pi）
jw-
Zj=Nje^j,jw
-Pi=Mie^i
m
m
j［迟屮j】
n
Nj
eJ
—
H
（jw）=K上~
n一
H
/-\j半（w）
（jw）ej（）
n
j[迟6i]
n
M
iei-
i=1
m
n
N
j
m
n
―i
H
（jw）|-Kn
®（w）-
z
屮.一送9.ji
n
M
i
j=1
i=1
i=1
即
（1）计算所有零点模之积及极点模之积，两者之商即为H（s）的幅度;
（2）计算所有零点相角之和及极点相角之和，两者之差即为H（s）的相角。
2.通过零极点图通过几何的方法来计算，而且通过零极点图可以迅速地判断系统的滤波
特性。
通过零极点图进行计算的方法是：
（1）在S平面上标出系统的零极点位置；
（2）选择S平面的坐标原点为起始点，沿虚轴向上移动，计算此时各极点和零点与该点的膜和夹角；
（3）将所有零点的模相乘，再除以各极点的模，得到对应频率处的幅频特性的值;
（4）将所有零点的幅角相加，减去各极点的幅角，得到对应频率处的相角。
3.实验流程图
4.实验代码
#include"stdio.h"
#inelude"math.h"
#inelude"graphics.h"
floatatannew（floatt1,floatt2）;
intmain（）
{
floatz[10][2],p[10][2],out[100][3],f[50];
inta,iout;
inti,itemp,k,ktemp,j,m,n;
floatw,temp1,temp2,prew,pretemp1,pretemp2,ptemp,h,fout;
intgdriver,gmode=0;
chars[10];
gdriver=0;
/**/
for（i=0;i<=10;i++）
{
a=scanf（"%f%fj",&z[i][0],&z[i][1]）;
if（a!
=0）;
else
{
fflush（stdin）;/*清空输入缓冲区，使得第二个scanf不被忽略*/
for（k=0;k<=10;k++）
a=scanf（"%f%fj",&p[k][0],&p[k][1]）;
if（a!
=0）;
elsebreak;}break;
}
}
/**/
initgraph（&gdriver,&gmode,"e:
\\tc\\bgi"）;setbkcolor（10）;
setcolor（4）;
setlinestyle（1,0,1）;
rectangle（50,20,600,420）;for（ptemp=20;ptemp<=420;ptemp=ptemp+50）line（50,ptemp,600,ptemp）;
for（ptemp=50;ptemp<=600;ptemp=ptemp+50）line（ptemp,20,ptemp,420）;setlinestyle（0,0,1）;
setcolor
（1）;
line（200,20,200,420）;
line（50,420,600,420）;
line（200,20,190,30）;
line（200,20,210,30）;
outtextxy（210,30,"A"）;
line（600,420,590,410）;
line（600,420,590,430）;
outtextxy（600,430,"w"）;
for（iout=0;iout<=5;iout++）
{
sprintf（s,"%d",iout）;outtextxy（iout*50+200,430,s）;
}for（fout=1.0;fout<=8;fout=fout+1）
{
sprintf（s,"%.1f",fout/10）;outtextxy（170,420-fout*50,s）;
}
setcolor（4）;
/*printf（"w幅度相角\n"）;*/for（w=0,j=0;w<=5.0;j++）
{
temp1=1;
for（itemp=0;itemp<=i-1;itemp++）temp1=temp1*sqrt（z[itemp][0]*z[itemp][0]+（z[itemp][1]-w）*（z[itemp][1]-w））;
for（ktemp=0;ktemp<=k-1;ktemp++）temp1=temp1/sqrt（p[ktemp][0]*p[ktemp][0]+（p[ktemp][1]-w）*（p[ktemp][1]-w））;
out[j][0]=w;
out[j][1]=temp1;
if（j>0）
line（prew*40+200,420-pretemp1*500,w*40+200,420-temp1*500）;prew=w;
pretemp1=temp1;
w=w+0.1;
}for（m=0;m<=50;m++）
{
if（out[m][1]>out[m+1][1]）
break;
}printf（"%.4f,%f",out[m][1],out[m][0]）;line（100,420-out[m][1]/sqrt
（2）*500,500,420-out[m][1]/sqrt
（2）*500）;getch（）;
closegraph（）;initgraph（&gdriver,&gmode,"e:
\\tc\\bgi"）;
setbkcolor（10）;setcolor（4）;
setlinestyle（1,0,1）;rectangle（50,20,600,420）;
for（ptemp=20;ptemp<=420;ptemp=ptemp+50）line（50,ptemp,600,ptemp）;
for（ptemp=50;ptemp<=600;ptemp=ptemp+50）line（ptemp,20,ptemp,420）;
for（w=0,j=0;w<=5;j++）
{
temp2=0;
for（ktemp=0;ktemp<=k-1;ktemp++）temp2=temp2-atannew（-p[ktemp][0],w-p[ktemp][1]）;
for（itemp=0;itemp<=i-1;itemp++）temp2=temp2+atannew（-z[itemp][0],w-z[itemp][1]）;
if（temp2>=180）temp2=temp2-360;
elseif（temp2<=-180）
temp2=temp2+360;
out[j][2]=temp2;
if（j>0）line（prew*50+200,180+pretemp2,w*50+200,180+temp2）;
prew=w;
pretemp2=temp2;
w=w+0.1;
}
getch（）;
closegraph（）;
for（j=0;j<=50;j++）printf（"%.2f,%.4f,%.2f***",out[j][0],out[j][1],out[j][2]）;
printf（"\n\n"）;
for（n=0,j=0;n<=50;n++）f[n]=fabs（out[m][1]/sqrt
（2）-out[n][1]）;
for（n=0,h=f[0],j=0;n<=m;n++）
{
if（h>f[n]）
{
h=f[n];
j=n;
}
}
printf（"Fl=%.1f\n",out[j][0]）;
for（n=m,h=f[0],j=0;n<=50;n++）
{
if（h>f[n]）
{
h=f[n];
j=n;
}
}
printf（"Fh=%.1f",out[j][0]）;
getch（）;
return0;
}
floatatannew（floatt1,floatt2）
{
if（t1>0&&t2>0）
returnatan（t2/t1）/3.14*180;
elseif（t1<0&&t2<0）
return180+atan（t2/t1）/3.14*180;
elseif（t1<0&&t2>0）
return180+atan（t2/t1）/3.14*180;
elseif（t1>0&&t2<0）returnatan（t2/t1）/3.14*180;
elseif（t1==0&&t2>0）return90;
elseif（t1==0&&t2<0）return-90;
elseif（t1==0&&t2==0）return0;
elseif（t1>0&&t2==0）return180;
elseif（t1<0&&t2==0）return-180;
}
5.实验数据及所绘图形
零点z1=0;极点p1=-1-j,p2=-1+j
w
|H（jw）|
0
（jw）
w
|H（jw）|
0（jw）
0.1
0.049999
84.2671
2.6
0.368813
-42.4736
0.2
0.09998
78.47115
2.7
0.357173
-44.4137
0.3
0.149848
72.56595
2.8
0.34606
-46.2052
0.4
0.199363
66.50633
2.9
0.335472
-47.8636
0.5
0.248069
60.25955
3
0.325396
-49.4023
0.6
0.295255
53.81075
3.1
0.315814
-50.8334
0.7
0.339946
47.16826
3.2
0.306705
-52.1674
0.8
0.38097
40.3675
3.3
0.298046
-53.4135
0.9
0.417092
33.47159
3.4
0.289812
-54.5799
1
0.447214
26.567
3.5
0.281981
-55.6739
1.1
0.47058
19.7542
3.6
0.274528
-56.7019
1.2
0.486921
13.13498
3.7
0.267431
-57.6696
1.3
0.496483
6.799816
3.8
0.26067
-58.5822
1.4
0.499949
0.81851
3.9
0.254222
-59.4442
1.5
0.498273
-4.764
4
0.248069
-60.2596
1.6
0.492515
-9.92698
4.1
0.242194
-61.0321
1.7
0.483703
-14.67
4.2
0.23658
-61.765
1.8
0.472742
-19.0074
4.3
0.231209
-62.4613
1.9
0.460383
-22.9633
4.4
0.22607
-63.1236
2
0.447214
-26.567
4.5
0.221146
-63.7545
2.1
0.433676
-29.8498
4.6
0.216427
-64.356
2.2
0.420092
-32.8428
4.7
0.211899
-64.9301
2.3
0.406687
-35.5756
4.8
0.207553
-65.4789
2.4
0.393614
-38.0756
4.9
0.203377
-66.0037
幅频特性曲线:
横线3dB线。
Fl=0.7,Fh=2.7.
3
!
（-2-5^1
1
>o
1
-1
:
（-2.5.-2J
；w尬）
（-0-5.41.7J;
0
零点z仁2+1.5j,z2=2-1.5j;极点
p仁-0.5-0.7j,p2=-0.5+0.7j,p3=-2.5-2j,p4=-2.5+2j
0.0
0.823995
197.606976
2.5
0.125927
-30.168391
0.1
0.827748
188.753095
2.6
0.117968
-34.228230
0.2
0.838357
179.054798
2.7
0.110810
-38.136293
0.3
0.853583
168.286633
2.8
0.104336
-41.899355
0.4
0.868832
156.232443
2.9
0.098449
-45.523151
0.5
0.876442
142.775678
3
0.093071
-49.012709
0.6
0.866588
128.047702
3.1
0.088137
-52.372588
0.7
0.830997
112.553808
3.2
0.083592
-55.607056
0.8
0.769583
97.107608:
k3
0.079392
-58.720204
0.9
0.691002
82.523335:
0.075499
-61.716031
1.0
0.607503
69.308133:
k5
0.071880
-64.598482
1.1
0.528568
57.596395:
k6
0.068509
-67.371483
1.2
0.458892
47.275738:
k7
0.065362
-70.038943
1.3
0.399643
38.134987:
k8
0.062418
-72.604758
1.4
0.350120
29.954729:
k9
0.059661
-75.072798
1.5
0.308962
22.544718
4
0.057073
-77.446896
1.6
0.274727
15.752411/
1.1
0.054642
-79.730837
1.7
0.246120
9.459839/
4.2
0.052356
-81.928340
1.8
0.222060
3.577246/
1.3
0.050202
-84.043045
1.9
0.201673
-1.9632154
.4
0.048172
-86.078505
2.0
0.184259
-7.2127594
.5
0.046255
-88.038170
2.1
0.169266
-12.2100794
.6
0.044446
-89.925384
2.2
0.156252
-16.9844884
.7
0.042735
-91.743374
2.3
0.144867
-21.5582794
.8
0.041115
-93.495252
2.4
0.134834
-25.9485194
.9
0.039582
-95.184004
-1
0
1
此系统为低通滤波器，横线为3dB线。
Fl=0・0,Fh=1・0・
升级会员 