1、二、实验设备 PC 机一台,TD-ACC+(或 TD-ACS)教学实验系统一套。三、实验原理及内容本实验采用“采样保持器”LF398 芯片,它具有将连续信号离散后以零阶保持器输出 信号的功能。其管脚连接图如 5.1-1 所示,采样周期 T 等于输入至 LF398 第 8 脚 (PU) 的脉 冲信号周期,此脉冲由多谐振器 (由 MC1555 和阻容元件构成) 发生的方波经单稳电路 (由 MC14538 和阻容元件构成) 产生,改变多谐振荡器的周期,即改变采样周期。图 5.1-2 是 LF398 采样保持器功能的原理方块图。1 信号的采样保持:电路如图 5.1-3 所示。连续信号 x(t) 经采样
2、器采样后变为离散信号 x*(t),香农 (Shannon) 采样定理指出,离散信号 x*(t)可以完满地复原为连续信号条件为:2闭环采样控制系统 (1) 原理方块图图 5.1-4 所示闭环采样系统的开环脉冲传递函数为:从式 (5.1-4) 知道,特征方程式的根与采样周期T有关,若特征根的模均小于 1,则系统稳定,若有一个特征根的模大于1,则系统不稳定,因此系统的稳定性与采样周期 T的大小有关。四、实验步骤1准备:将信号源单元的“ST”的插针和“5V”插针用“短路块”短接。2信号的采样保持实验步骤 (1) 按图 5.1-3 接线。检查无误后开启设备电源。 (2) 将正弦波单元的正弦信号 (将频率
3、调为 2.5HZ) 接至 LF398 的输入端“IN1”。(3) 调节信号源单元的信号频率使“S”端的方波周期为 20ms 即采样周期 T = 20ms。(4) 用示波器同时观测 LF398 的 OUT1 输出和IN1 输入,此时输出波形和输入波形一致。 (5) 改变采样周期,直到 200ms,观测输出波形。此时输出波形仍为输入波形的采样波 形,还未失真,但当 T 200ms 时,没有输出波形,即系统采样失真,从而验证了香农定理。3闭环采样控制系统实验步骤 (1) 按图 5.1-5 接线。(2) 取“S”端的方波信号周期 T = 20ms。(3) 阶跃信号的产生:产生 1V 的阶跃信号。(4) 加阶跃信号至 r (t),按动阶跃按钮,观察并记录系统的输出波形 c (t),测量超调量 Mp。(5) 调节信号源单元的“S”信号频率使周期为 50ms 即采样周期 T = 50ms。系统加入阶 跃信号,观察并记录系统输出波形,测量超调量 Mp。(6) 调节采样周期使 T = 120ms,观察并记录系统输出波形。五、实验结果1、信号采样jT=20mskT=200ms2、闭环采样控制jT = 20mskT=50mslT=120ms