冲激响应研究性实验设计

ＩＳＳＮ１００２４　９５６ＣＮ１１—２０３４／Ｔ　实验技术与管理　第２９卷第９期２０１２年９月　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．９　Ｓｅｐ．２０１２　实验技术与方法　冲激响应研究性实验设计　沈一骑　（南京大学电子科学与工程学院，江苏南京　２１００９３）　摘　要：在ＲＣ电路中，采用单脉冲近似冲激激励和强迫跃变、以微分信号为冲激激励和用ＲＣ微分电路对阶　跃响应进行微分３种方法对冲激响应进行研究，对所测量的各响应波形进行理论分析以判断是否为冲激响　应，并提出得到冲激响应的近似方法。介绍了这一创新的研究性自主性实验的实验设计思想。　关键词：实验设计；冲激响应；研究性实验；自主性实验　中图分类号：Ｇ６４２．０；ＴＮ７０２　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—４９５６（２０１２）０９—００２９—０４　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　Ｓｈｅｎ　Ｙｉｑｉ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｉｍ　ｉｓ　ｔｏ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａ　ｎｏｖｅｌ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅ—　ｇａｒｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｔｈｒｅｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ（ｉ．ｅ．，ｓｉｎｇｌｅ　ｐｕｌｓｅ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｏｒｃｅｄ　ｊｕｍｐｉｎｇ，ｉｍｐｕｌｓｅ　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｓｉｇｎａｌ，ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔｅｐ　ｒｅ—　ｓｐｏｎｓｅ　ｗｉｔｈ　ＲＣ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｃｉｒｃｕｉｔ）ａｒｅ　ｐｒｅｆｏｒｍｅｄ　ｔｏ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｔｈｅｎ，　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｗａｖｅｆｏｒｍｓ　ａｒｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｔｏ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈｅ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，　ｔｈｅ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｉｍｐｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｒｅｓｅａｒｃｈ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　为培养具有独立思考能力和开拓创新精神的新型　然信号与系统实验ｌ＿】　心　中有冲激响应实验，但只是普　人才，大学基础实验教学以验证性、研究性、综合性和　自主性并重为改革思路早已成为共识口　］。鉴于大学　一通验证性实验。我们试图采用现有实验模块，用几种　方法在实验现象上、尤其是在本质上展现冲激响应，并　使之成为研究性、自主性实验。其中有２大难点：一是　实验方法的确定。由于自主性实验只给出命题，没有　任何步骤，首要问题是如何进行实验，再加上冲激响应　需要无穷大激励，实验中难以实现，学生往往束手无　年级学生的知识水平，我们以为这类研究性实验应　的研究性。而将普通验证性实验提升为研究性、综合　是验证性的，即强调实验过程的研究性，而非实验课题　性实验难度很大，或许由于众多原因，此类工作的报道　并不多见。为抛砖引玉，我们曾介绍了电路原理的创　新实验——对偶原理研究＿ｇ］，本文将介绍另一个创新　的研究性验证性实验——冲激响应研究。　策。为此教师可适时给出实验方案的简单提示，并进　行渐进式的引导。二是要完成实验，必须根据理论知　识对实验波形作出正确解释，只有满足冲激响应条件　才能确认电路发生冲激响应，不能只凭实验波形的形　１　冲激响应研究性实验设计　１．１　总体考虑　冲激响应是“电路分析”中一阶电路中的重要内　似，故学生必须对一阶电路的基本原理有深刻的了解。　实验设计的目的，除了使学生对冲激响应的本质有所　了解外，更重要的是使学生的分析能力和研究能力能　得到切实的培养和提高。　１．２　冲激响应实验设计方案一：冲激源的单脉冲近似　和强迫跃变　容　］，由于比较抽象，又因为“电路分析实验”中没有　相应的实验，学生要透彻理解冲激响应比较困难。虽　收稿日期：２０１１—１２—１９修改Ｅｔ期：２０１２—０３—０８　作者简介：沈一骑（１９５７），男，浙江杭州，学士，高级工程师，电工实验　ＲＣ电路的冲激响应可分为３个阶段：　（Ｏ一）一　室主任，主要从事电路理论和实验的教学与研究工作．　Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｉｑｉｓｈｅｎ＠１６３．ｃｏｒｎ　ｏ；ｔ一０时由ｉｃ（０）一。。给电容电压赋初值　（０＋）；在　￡≥０＋，由　（０＋）放电作零输入响应。实验过程应全面　３０　实验技术展示ｔ≥０的变化过程，如果只展示ｔ≥０＋部分，就混　同于普通零输入响应，难以反映冲激响应的本质，因此　实验设计必须重视ｔ：０和ｔ＝０两个阶段，尤其是需要　得到ｆ＝＝＝０时的无穷大电流。这是实验设计的难点和关　键之处。　为使学生能对冲激响应有整体和深刻的认识，采　用“电路”的授课顺序，从　（￡）函数开始实验。　（￡）函　数是单脉冲函数Ｐ△（　）的极限，即　（￡）＝＝＝ｌｉｍｐ△（　），单　△—　ｕ　脉冲宽度为△，高度为１／△。电路受冲激电源ＩｓＳ（ｔ）作　用产生冲激响应。因实验中无法得到　ｓ　（　），不妨用　Ｐ　（　）来近似。可用按钮控制单脉冲宽度△，实验中　最小△可达２０　ｍｓ。虽然脉冲高度最大为电流源的输　出值２００　ｍＡ，不可能达到。。，但从实验角度看或许只　要相对地足够大就可近似为ＣＸＤ。图１为单脉冲近似激　励冲激响应的实验电路，其中　ｓ一１０　ｍＡ、Ｒｏ—Ｒ一２　ｋＱ，ｃ一１　０００肚Ｆ。图２为在不同单脉冲宽度下　响　应的实测曲线。由于图２中曲线④经放大后与冲激响　应Ｕ　（￡）的理论波形近似，学生往往以为发生了冲激　响应。但从曲线①一③可以推断只是发生了普通零状　态响应和零输入响应，曲线④并不是冲激响应。其根　本原因是充电电流不足，故可采用２种方法提高充电　电流：一是提高电源激励；二是提高充电速度。实验表　明前者不能提供无穷大电流，不能从根本上解决问题，　故有限高度的单脉冲激励无法产生冲激响应；而后者　可以通过减小Ｒ。使零状态响应的时间常数减小，充电　速度加快，特别当Ｒ。很小时，可以在极短时间内使　ｃ　充电到９　Ｖ，而且充电（零状态响应）波形几乎垂直。　那么此波形是否即为冲激响应？关键仍要看有没有无　穷大电流。由于图１中电流源　和Ｒ。可以变换成有　伴电压源（见图３），当Ｒ。一０时，在按钮接通的瞬间电　路将发生强迫跃变，电路中将出现无穷大电流。若在　电容支路中串接１个小电阻Ｒ以测量电流，可知在接　通瞬间电容电流确实很大，因此完全满足发生冲激响　应的条件，电路发生了冲激响应。图４即为由强迫跃　变引起的冲激电流所产生　。（　）和ｉ　（　）冲激响应的实　测波形，可见与理论波形完全一致。　．．．．．Ｉ．一　图１　单脉冲近似激励冲激响应电路图　此方案实验过程简单，没有任何操作上的困难，但　实验思想巧妙，而且将零输入响应、零状态响应、强迫　跃变和冲激响应等知识融合起来。作为学生自行设计　与管理　图２不同单脉冲宽度下Ｈ　响应的组合曲线　上　图３强迫跃变和冲激响应电路图　图４　由强迫跃变得到ＲＣ电路的冲激响应曲线　的实验，难度是很大的。为了使学生的研究能力能得　到切实的培养，应分阶段提出问题，引导学生自行分析　和解释实验现象，找出问题原因，并根据无穷大电流这　一关键要点逐步修改实验方法或实验电路，尽量避免　不加引导地给出实验方法和实验步骤。　１．３　冲激响应实验设计方案二：冲激源的微分信号　近似　ｊ／　、　方案二仍从获得冲激电源着手。由于８０）一—ＣＩＥｋ　ＬＪ，　Ｕ　ｅ（　）为阶跃函数，故在　一０处导数不存在，也即导数为　无穷大。可用ＲＣ微分电路对阶跃信号进行求导得到　冲激信号，再用冲激信号作为冲激激励接人ＲＣ电路得　到冲激响应。实验原理简单明了，可以直接推荐给学　生，但需要学生自行设计实验电路。学生在设计时，会　遇到两级ＲＣ电路如何设计和如何避免相互影响的问　题。应鼓励学生进行探索，在适当时候建议学生采用受　控源模块，利用其输入电阻极大的特性避免前后两级之　间的相互影响。图５为采用ＲＣ微分电路和ＶＣＶＳ受　沈一骑：冲激响应研究性实验设计　控源的冲激响应实验电路，其中　一４　Ｖ、Ｒ。一Ｒ一２　ｋＱ、Ｃｏ一１０　Ｆ、ｃ一１　０００　Ｆ和　≈ｌ，可算得　一Ｒ。Ｃｏ　—Ｏ．０２　ｓ、ｒ＝ＲＣ＝２　Ｓ。由前级Ｒ输出微分波形ＵＲ。（　）　作为冲激电压源，应取ｒｏ很小，使Ｚ／Ｒ０（　）波形的拖尾尽　量短。如果采用ＶＣＶＳ受控电压源，后级必须采用ＲＣ　串联电路，因激励　・　。（　）为。时，ＶＣＶＳ输出端短路，　恰能构成ＲＣ放电回路；而采用ＶＣＣＳ受控电流源，后　级则必须采用ＲＣ并联电路，这一点往往为学生所疏　忽。图６是以微分信号为近似冲激激励各响应的实测　曲线，为清楚展示　一０左右的波形变化，已将示波器时　基展宽至５００　ｍｓ／ｄｉｖ。后级所测的　ｃ（￡）和ｉｃ（　）（用　甜　（￡）代替）是否是冲激响应是需要探讨的，因为微分信　号虽在理论上视为无穷大，但从波形上看仅是一高度与　激励Ｕｓ・ｅ（　）相同的尖峰，若将波形展宽就与有限高度　单脉冲波形有些类似，那么　（￡）和ｉ。（　）就有可能不是　冲激响应。对于前级ＲＣ微分电路，可以证明在　≥０＋　时有　ＲＯ（　）一Ｕ　ｅ－ｔｉｔ。ｅ（ｆ），是激励Ｕｓ・￡（ｆ）的阶跃响应　（与零状态响应相同），并不是激励的导数Ｕｓ８（０。由于　ＵＣＯ（　）＋　。（￡）一Ｕｓ・ｅ（ｆ），可以从ｔ一０一开始分几个　时段对ＳＩＲ。（　）进行分析。从０一Ｏ＋，因为根据换路定　则，有乱Ｃ０（Ｏ＋）ｚＵＣＯ（０）一ｏ，故　ｏ（Ｏ＋）一Ｕｓ，ＵＲ。（　）发　生了跃变，类似于Ｕｓ　（　）；从０＋一　，由于　很小，ＵＲ。　（　）几乎垂直下降，波形与Ｕｓ　（ｆ）近似；从＂ｔｏ一３　，ＵＲ０（　）　作负ｅ指数衰减，与Ｕｓ　（　）完全不同，但幅度很小；在　￡＞３ｔｏ后，因ＵＲ０（ｔ）≈０，才在形式上有ＵＲ０（　）一　ｄｕ　ｃｏ（ｔ）ｄＵ　ｓｅ（ｔ）ｒ０—≈　—一　Ｕ　＿Ｕ‘　Ｕｓ８（ｔ）。故就整体而言，　ＵＲ。（￡）的行为略与　（￡）近似，或可用来代替冲激电源　以在后级ＲＣ电路中产生冲激响应。图６中的　（￡）、　ｉ　（￡）曲线若将时基压缩成１．０００　ｓ／ｄｉｖ，就很像图４中的　冲激响应波形，但乱。（０＋）的幅度比直接用Ｕｓ８（　）激励　所产生冲激响应的理论幅度小了约１００倍。这是值得　深思的。　图５　采用ＲＣ微分电路和受控源的冲激响应电路图　。（　）激励的波形顶部宽度为０，与方案一中的单　脉冲不同，但实验表明即使再减小ｒ。使激励波形拖尾　更小更尖锐，　。（０＋）的幅度也不会增加，反而随着　的减小作进一步减小，这表明激励波形的拖尾可能不　是Ｕ　（０＋）幅度微小的主要原因，或许Ｕ　。（０＋）仅为　４　Ｏ　４　萼０　０・２　０．１　Ｏ　图６以微分信号为近似冲激激励的各响应曲线　Ｕｓ，高度远不够作无穷大近似才是真正原因。因为根　据齐性定理，若　Ｒ。（０＋）提高至ｌＯＯＵ　，则　（０＋）的　幅度就与直接用【，　（￡）激励所产生冲激响应的理论　幅度一致。再则只要Ｚ＇ｏ≠０，无论　为何值，Ｕ　。（￡）都　是负ｅ指数函数，在本质上并无差别，故不妨对后级　ＲＣ电路在　・乱Ｒ。（￡）一　Ｕｓｅ　／ｒ０　ｅ（￡）激励下的响应进　行研究。根据复杂激励下一阶非齐次微分方程的求　法，不难得到　ｃ（　）＝＝＝　己，ｓ—　一（ｅ　一ｅ　ｔ／ｒＯ）￡（　）ｔ≥０＋　ｒ——ｒ０　可见在激励从　（０）一０跃变到　（０＋）一　时，Ｕｃ并　不跃变，仍有ｕｃ（Ｏ）一　（０＋）一０，这与冲激响应有本质　区别。而且　（￡）还有极值，极值位置ｔｍ一　ｌｎ　。　ｒ　Ｏ　０　如果＂ｔｏ＜＜ｒ，有　（　）≈　Ｕｓ　ｅ叫ｒＥ（　）和ｔｍ一＂ｔｏＩｎ　，再　Ｚ　【０　加上ＵＲ（ｔ）￣－－－Ｕｃ（￡），可算得ｔｍ一９２　ｍｓ、Ｕｃ（　）＝：：３８　ｍＶ　和ＵＲ（ｔｎｉ）一－－３８　ｍＶ，与图６中。ｆＣ（￡）、ＵＲ（￡）曲线的数值一　致。由于　（Ｏ＋）。Ｃ功且有　≠ｏ＋，可完全解释图６中　ｕｃ（　）曲线幅度微小和最大值偏离０＋的情况。那么图６中　ＵＲ（ｆ）（即ｉ　（￡））的正向曲线幅度是否代表无穷大？实际　上仅为激励的峰值，因为ＵＣ（０＋）＋ＵＲ（Ｏ＋）一　・　ＵＲ。（０＋），故ＵＲ（０＋）一４　Ｖ。Ｖｏ没有必要过小，因为Ｖｏ—Ｏ　时　一０＋，　（Ｏ＋）一ＵｓＶｏ／２一Ｏ，这在普通激励下就无意　义了，但如果取冲激激励Ｕｓ　（￡），则　（０＋）一。。・０一有　限值，即ＵＣ在ｔ＝Ｏ时真正发生了跃变，Ｕｃ（　）是理想的冲　激响应。由此可见，用幅度不大的微分信号作为冲　激激励，虽然没有大电流，本质上各响应都不属于　冲激响应，仅曲线形状与冲激响应相似；但理论和　实验均证实，提高微分信号幅度和适当减小　，各　响应均朝着真正的冲激响应过渡，这正是其重要性　所在，因此用本方案得到的响应来近似冲激响应是　合适的。　３２　实验技术与管理　１．４　冲激响应实验设计方案三：阶跃响应的求导　在电源Ｕ　激励下ＲＣ电路的零状态响应可表为　＂％１Ｃｚ　（　）一Ｕｓ（１一ｅ一　）　（ｆ≥０＋）　当激励改为Ｕ　・￡（￡）和Ｕｓ　（ｔ）时，可有阶跃　响应：　Ｕｃ　（ｆ）一　ｃ　（￡）ｅ（　）一Ｕｓ（１一ｅ一　）ｅ（　）　（ｔ≥０＋）　冲激响应为：　“ｃｈ（　）一　ｄｕｃ￣（ｔ）＿一　ｅ－－ｔ／ｒＥ（￡）（￡≥ｏ＋）　因冲激改写　Ｕｓｅ　ｔ／ｒｅ（￡）（　≥Ｏ一）　ｒ　ｄｕｃｈ（￡）（　≥０Ｉｃｈ（　）一，、Ｃ一　一　『　（ｆ）一　ｅ　ｔｉｒｅ（　）］（ｆ≥Ｏ＿）　其中ｒ—ＲＣ，理论上可由　的零状态响应兰　阶跃响　应　兰冲激响应　兰电流冲激响应，其关键之处在于　时间定义域的选取。实验方案可据此设计。图７为由　Ｚ　普通ＲＣ电路、ＶＣＶＳ受控源和ＲＣ微分电路构成的　Ｏ　４　０４　ｏ　４　ｏ　冲激响应实验电路，其中前级ＲＣ电路产生零状态响　应Ｕ　ｃ。（ｆ）（阶跃响应与之相同），后级ＲＣ微分电路对　阶跃响应　・Ｍ　。（￡）求导产生冲激响应“　（　）。“　（　）　是对应于前级ＲＣ电路ＵＣＯ的冲激响应，即在Ｒ上测得　的是ｃ。上的冲激响应。元件参量为Ｕ　一４　Ｖ、Ｒ。一２　ｋＱ、Ｃ０—１　０００　Ｆ、Ｒ—１００　Ｑ、Ｃ一１　０００／，Ｆ和　≈１。　可算得　一Ｒ。Ｃ。一２　Ｓ、ｒ＝ＲＣ＝０．１　Ｓ。图８是以阶跃　响应为激励的ＲＣ微分电路各响应的实测曲线。由于　理论上　ｃ的阶跃响应在ｔ一０是连续函数，但导数不连　续，即“，Ｃ（Ｏ）一０，　，ｃ（ｏ＋）一Ｕ　／ｒ≠０，故　的冲激响　应从０跃变至Ｕｓ／ｒ作零输入响应，故需要后级ＲＣ微　分电路对阶跃响应激励进行求导。　图７采用ＲＣ电路、受控源和ＲＣ微分　电路的冲激响应电路图　后级ＲＣ微分电路在阶跃响应　・１２，ｃｏ（　）一　Ｕｓ（１一　ｅ－ｔ／ｒ。）激励下的通解可表为：　“ｃ（ｆ）一　【，ｓ　１一一』ｅ　。＋　Ｔｏ－－　＂／＂ｒ—ｏ—ｒ；　，ｅ　）　）　　（￡≥Ｏ　．）　Ｏ　２．５　５　ｆ（ｓ）　图８　以阶跃响应为激励的ＲＣ微分电路的各响曲线　ＭＲ（　）一ｐＵｓ—　一（ｅ－　／ｒ０一ｅ－－ｔｉｔ０）ｅ（　）　（￡≥０＋）　ｒ０——ｒ　显然ＵＲ（￡）不可能是阶跃响应激励的导数，即冲激　响应，而且ＵＲ（￡）还有极值，位置在ｔ　一　１ｎ　，可算　ｒｏ　ｒ　ｒ　得ｔ　一３１５　ｍｓ和　一１７０　ｍＶ，与图８中　Ｒ（ｆ）曲线的　数值相同。由ｒ垫　＋　（　）一ｒ　可知，　ＲＣ微分电路对激励的微分是近似的，只有当ＵＲ（￡）与　．ＵＣＯ（　）相比很小时，才有ＵＲ（　）≈　。从　ｔ＝０＋开始的一段时间内，　Ｒ（　）不是　・“　Ⅺ（　）的导数，　这就导致了ＵＲ在ｔ一０＋没有发生跃变，因而ＵＲ（　）不可　能是冲激响应。不能在严格意义上从ｔ≥０一开始进行　求导，这是ＲＣ微分电路的一大缺点。这一情况在方案　二中也会发生，但由于ＲＣ微分电路的激励函数不同，　带来的影响也不同。方案二的激励是阶跃函数，ＵＲＯ输　出的实际上是零状态响应，ＵＲＯ（０）因换路定则发生了跃　变，并不是真正进行了微分，只是波形近似而已；而现在　是需要真正对连续函数进行微分，这是ＲＣ微分电路无　法完成的。那么是否能够通过调整Ｒ、ｃ的取值，使ｔ　尽量靠近０＋而　Ｒ仃ｍ　又不太小，用ｆ≥ｔｍ后的“　（￡）近似　地表示　ｃ。的冲激响应呢？对于ｆ≥ｔ　，因为　》ｒ，则有　ＵＲ（￡）≈　ｅ　、ｔ　一ｒ１ｎ　，与前级ＲＣ电路在直接　用Ｕｓ　（￡）激励所产生的冲激响应理论波形　ｃ。（　）一　ｅ　ｆ０・ｅ（　）（伽）一致，但位置偏移了３００　ｍｓ、幅度为　１／１０。但如果取ｒ一０．０１　Ｓ，则ｔ　＝：＝５３　ｍｓ，ＵＲ　为２ｏ　ｍＶ。虽然提高　也可以增加ＵＲ（　）的幅度，但没有物　理依据，因为Ｕｓ是输入阶跃响应的稳态值，没有增大的　理由。减小ｒ也没有必要，ｒ—Ｏ时ｔ　－－－￣０＋，但　（０＋）一　（下转第３５页）　伍乾永，等：ｘ射线荧光光谱法检测食盐碘含量在线系统设计　３５　出的电信号经精密放大器放大处理后送人计算机。　（４）送入到计算机的数据经形态学滤波、去除噪　声，形成待测数据。　（５）将待测数据经三级小波变换，逐级与事先存　入的评判标准比较，应用相关性度量待测数据同８组　［３］吉昂，陶光仪，卓尚军，等．ｘ射线荧光光谱分析［Ｍ］．北京：科学出　版社，２００３．　［４］梁钰．ｘ射线荧光光谱分析基础［Ｍ］．北京：科学出版社，２００７．　［５］曹利国．能量色散ｘ射线荧光方法［Ｍ］．成都：成都科技大学出版　社，１９９８．　［６］卓尚军．ｘ射线荧光光谱分析［Ｊ］．分析试验室．２００９，２８（７）：　１１２—１２２．　评判标准的相似度，判断待测样本的碘含量，根据碘含　量控制执行机构控制碘液流量。　［７］白尔隽．放射性同位素源ｘ射线荧光法测量碘盐中碘含量［Ｊ］．分　析测试学报，１９９８，１７（１）：８５　８７．　（６）将碘含量数据计算机输出打印或存储。　［８］陈永君，邓赛文，马天芳，等．便携式ｘ射线荧光分析仪的研制与应　２成果与展望　将该系统直接投入食盐生产，将提高生产效率，节　约原材料及人力资源，提高产品合格率。按自贡市某　食盐生产企业年总产值８０亿元计算，利用该系统后，　将节约成本５　，约合人民币４亿元；增加产值５　，约　用口］．岩矿测试，２００１，２０（２）：１３６—１４０．　［９］韩小元，卓尚军，申如香，等．ｘ射线荧光光谱中散射效应对荧光强　度的贡献研究口］．光谱学与光谱分析，２００７，２７（２）：３９１　３９４．　［１Ｏ］Ａｌｆｒｅｄｏ　Ｃａｓｔｅｌｌａｎｏ，Ｒｏｂｅｒｔｏ　Ｃｅｓａｒｅｏ．Ａ　ｐｏｒｔａｂｌｅ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｅｎｅｒｇｙ—ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ—ｒａｙ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｓｕｌｆｕｒ［Ｊ］．Ｎｕｅｌｅ—　ａｒ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，１９９７（６）：３５　３７．　［１１］Ａ１一Ｍｅｒｃｙ　Ｒ，Ｋａｒａｊｏｕ　Ｊ，Ｉｓｓａ　Ｈ．Ｘ—ｍｙ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｇｅ—　ｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓａｍｐｌｅｓ：ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　合人民币４亿元，总计约８亿元人民币。　参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）　［１］吴鸣．碘盐中碘含量检测方法［Ｊ］．中国井矿盐，２００８，３９（３）　３５—４０．　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｒｅｓｕｌｔｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｓｏｔｏｐｅｓ，２００５　（３）：２３．　［１２］Ｓｉａ　Ａ．Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌｅａｄ　ｉｎ　ｐａｉｎｔ　ｂｙ　ＸＲＦ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｍａｎｕａｌ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉ—　ｓｏｔｏｐｅｓ，１９９７（３）：２２—２４．　［２］钟国清．微量碘测定方法进展［Ｊ］．四川化工，１９９６（４）：５１—５５　（上接第３２页）　设计是非常成功的。　参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）　［１］孙大君．展现验证性实验的探究齄力［Ｊ］．学科教育，２００４（９）：　２Ｏ一２３．　【，　ｒ／２一Ｏ，因为己，ｓ不是无穷大，故不可能出现　（０＋）　的跃变。因此可以得出结论，由于ＲＣ微分电路的局　限性，无法用ＲＣ微分电路来验证理论上的阶跃响　书显　应　冲激响应。出现这种实验似是而非的情况，应　［２］王秋芬．设计性、研究性实验对学生创新能力的培养［Ｊ］．大学物理　实验，２００６，１９（３）：８８—９ｌ＿　引导学生作深入讨论，并强调实验工作的重要性和艰　巨性，使学生更加重视和热爱实验。改进的办法是采　用由运放构成的微分电路，因为该微分电路可在理论　上从ｔ≥０一开始输入输出有严格的微分关系，如果实　验室条件允许可作进一步的探索。此外，即使将　（￡）　疑似Ｕ　。的冲激响应，那么如何测量疑似ｉ。。冲激响应　的波形？学生往往误以为是　（￡），需要提醒学生加　以注意和设法解决。　［３］姚缨英，孙盾，王小海．研究性开放式实践教学的思考：电工电子基　础实验创新教学初探［Ｊ－Ｉ．实验技术与管理，２００８，２５（２）：５－７．　［４］朱震华．电工电子实验教学改革初探［Ｊ］．实验科学与技术，２００８，　２５（１）：７１—７３．　［５］薛来，蔡毅飞．验证性实验中融合探究性和实战性的探索与实践　［Ｊ］．实验技术与管理，２０１０，２７（１１）；１６２—１６４．　［６］沈元华．设计性、研究性物理实验介绍［Ｊ］．物理实验，２００４，２４（２）：　３３—３６．　２　结束语　冲激响应研究性实验涵盖了“电路分析”一阶电路　的所有知识点，对于学生巩固和深化有关知识很有帮　［７］唐晋娥，董有尔，陈宝明，等．研究性物理实验的教学环节与方法　口］．实验技术与管理，２００６，２３（１２）：１１３—１１５．　［８］袁丽环，段江燕，研究性学习在高校生化实验教学中的探索与实践　［Ｊ］．实验技术与管理，２０１０，２７（６）：１２—１４．　助；又不涉及其他深奥复杂的理论，可用现有知识对所　有实验现象作出定量的理论分析，切实培养了学生的　研究能力；学生根据所掌握的基本知识自行设计出复　［９］沈一骑，王凌辉．对偶原理的研究性实验设计［Ｊ］．实验技术与管理，　２００９，２６（１１）：３８－４０．　［１ｏ］邱关源．电路［Ｍ］．４版．北京：高等教育出版社，１９９９：１２３—１５７．　［１１］容太平，何兆湘，魏晓云，等．信号与系统实验指导［Ｍ］．武汉：华中　科技大学出版社，２００９：１－１４２．　杂的实验，对于培养和提高创新、设计能力也很有意　义。作为自主性的研究性实验，从教学实践和效果看，　确实极大地激发了学生的学习热情和实验兴趣，实验　［１２］郭振武，丛红霞，孟庆斌，等．信号与系统实验教程［Ｍ］．天津：南开　大学出版社，２００９：１－１５４．