《電路分析》實(shí)踐報(bào)告(參考)

1、電路分析 實(shí)踐報(bào)告 專業(yè)光伏材料及應(yīng)用 學(xué)生姓名 準(zhǔn)考證號 指導(dǎo)教師 年月 動態(tài)電路的研究 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅?認(rèn)識和了解雙蹤示波器、信號發(fā)生器的基本功能和使用方法； 學(xué)習(xí)使用示波器和信號發(fā)生器進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，觀察和測量信號波 形； 觀察和測定RC階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)，觀 察元件參數(shù)對響應(yīng)的影響； 學(xué)習(xí)動態(tài)電路時(shí)間常數(shù)的測量方法； 觀察、測定二階動態(tài)電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)相應(yīng)波形； 觀察和分析二階動態(tài)電路響應(yīng)的三種狀態(tài)軌跡及特點(diǎn)，了解電路 元件參數(shù)對響應(yīng)的影響。 二、所用儀器、設(shè)備 TFG2066DD型函數(shù)信號發(fā)生器，SS-7802A雙蹤示波器，Tektorix TDS10

2、2理數(shù)字式可存儲雙蹤示波器，電阻、電容和電感元件若干 三、實(shí)驗(yàn)原理 1、激勵(lì)信號 信號發(fā)生器輸出的周期性方波信號可以用來模擬重復(fù)性的階躍激勵(lì)信 號，方波的正跳變相當(dāng)于階躍激勵(lì)信號，負(fù)跳變后相當(dāng)于激勵(lì)信號回歸到 零。只要所選擇的方波重復(fù)周期T遠(yuǎn)大于電路的時(shí)間常數(shù)t 5 t),在這樣的方波信號的激勵(lì)下，電路中的響應(yīng)就分別等于同等于電路 接通時(shí)的零狀態(tài)響應(yīng)和斷開時(shí)的零輸入響應(yīng)過程。 2、RC階電路階躍激勵(lì)下的動態(tài)響應(yīng) 下圖所示的RC 階電路其零輸入響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長，過渡過程的 長短決定于電路的時(shí)間常數(shù)T。在觀察零輸入響應(yīng)波形的同時(shí)，還可以用示波 器的時(shí)間和頻率差值 T)及電壓差值 U)測

3、量功能，結(jié)合起來測量時(shí)間常 數(shù)T。 根據(jù)一階微分方程的求解得知 (0二旳*就。當(dāng)|丨時(shí)， %翡1=匚：澱爭仏。此時(shí)所對應(yīng)的時(shí)間就等于T。也可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增加 到皿沁時(shí)所對應(yīng)的時(shí)間測得。 一個(gè)簡單的RC串聯(lián)電路，在周期為T的方波序列脈沖激勵(lì)下，將電阻兩端 電壓作為響應(yīng)輸出且當(dāng)T/2時(shí),即成為三角波電壓。 3、二階電路 二階電路在節(jié)約信號的激勵(lì)下，將會出現(xiàn)暫態(tài)過渡過程，其相應(yīng)的變化軌 跡取決于電路的固有頻率。當(dāng)調(diào)整電路中元件的參數(shù)值，使電路的固有頻率分 別為負(fù)實(shí)數(shù)、共軛復(fù)數(shù)及虛數(shù)時(shí)，可獲得單調(diào)衰減、衰減振蕩和等幅振蕩的響 應(yīng)特性，實(shí)驗(yàn)中可觀察到欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼等典型響應(yīng)波形。 典型的二

4、階電路有RLC串聯(lián)電路和GLC并聯(lián)電路，如下圖： 11 dus 以一為輸入輸出方程為：,其中， 人， 跖芒血 四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟 a. RC階電路 1. 從電路板上選R=10kQ，C=3300pF按電路圖所示電路連接，脈沖信 號發(fā)生器輸出的Um=3Vf=1kHz的方波電壓信號，并通過同軸電纜線 將激勵(lì)信號Ui和Uc的信號分別連接至示波器的兩個(gè)輸入口 Ya和 Ybo觀察示波器屏幕上激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律，算出時(shí)間常數(shù)t ;少 量地改變電容值或電阻值，定性地觀察對響應(yīng)的影響，記錄觀察到的 現(xiàn)象。 2. 令R = 10K Q，C = 0.1卩F，觀察并描繪響應(yīng)的波形，繼續(xù)增大 C 之值，定性地觀察對響

5、應(yīng)的影響。 3. 令C = 0.01卩F，R = 100 Q,組成微分電路。在同樣的方波激勵(lì) 信號UVm = 5, f = 1KHZ ）作用下，觀測并描繪激勵(lì)與響應(yīng)的波形。增 減R,并作記錄。 b.二階動態(tài)電路 利用動態(tài)電路板中的元件與開關(guān)的配合作用，組成GCL并聯(lián)電路。 令R仁10丄=15mH,C=0.01uF,R2為10KQ可調(diào)電阻，令脈沖信號發(fā)生器 的輸出為Um=5V, f=1KHz的方波脈沖，通過同軸電纜接至上圖的激勵(lì)端，同時(shí) 用同軸電纜將激勵(lì)端和響應(yīng)輸出接至雙蹤示波器的 YA和YB兩個(gè)輸入口。 1. 調(diào)節(jié)可變電阻器R2之值，觀察二階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)由過 阻尼過渡到臨界阻尼

6、，最后過渡到欠阻尼的變化過渡過程，分別定性地描繪、 記錄響應(yīng)的典型變化波形。 2. 用萬能表分別測出3中狀態(tài)下R2的具體值。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理 一）示波器和信號發(fā)生器的使用。 1. 雙蹤示波器、函數(shù)信號發(fā)生器的了解和使用。 2. 用示波器觀察和測量電壓信號。 1）將示波器的掃描頻率調(diào)整為 200卩s, y軸靈敏度調(diào)整為200mV用信 號發(fā)生器分別產(chǎn)生1V的： 方波： 正弦波： 三角波： 鋸齒波： 2 ）用正弦波信號測出電阻電路兩電阻分壓及總電壓: 掃描頻率：500卩s 丫軸靈敏度：200mV 電路圖： 實(shí)驗(yàn)圖像: 放大后: U 總=1040mV UR1=680mV UR2=380mV 3

7、）李薩育圖形的觀察 B路輸入200HZ A路輸入300HZ T/2的條件，為積分電路。 三）二階動態(tài)電路 二階電路電路圖 欠阻尼 f=2800Q過阻尼 F2=285Q 臨界阻尼及=653.1 Q 根據(jù)公式： 實(shí)測阻值：R測=653.1 Q 相對誤差y=|R臨界-R實(shí)測臨界|/ R實(shí)測臨界*100%=0.78653.1*100%=0.1% 可知實(shí)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果很近似，符合客觀理論。 六、討論與分析 本次實(shí)驗(yàn)通過示波器實(shí)現(xiàn)了電路中各項(xiàng)參數(shù)的測量，描繪出了微分電路積 分電路圖像，通過示波器觀察了欠阻尼、過阻尼與臨界阻尼的波形圖像。這些 讓我們對示波器以及動態(tài)電路有了更加深刻具體的理解。本次實(shí)驗(yàn)過程

8、與報(bào)告 撰寫均采用兩人分工的形式，在實(shí)驗(yàn)過程中一人負(fù)責(zé)連接檢查電路，另一個(gè)人 負(fù)責(zé)整理記錄數(shù)據(jù)，這樣可以最大的提高效率，并提升準(zhǔn)確度。為了使兩人均 掌握實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)，我們在做不同的實(shí)驗(yàn)時(shí)輪換做對方工作，這樣在提升效率的基 礎(chǔ)上也保證了對于實(shí)驗(yàn)過程的熟悉。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們也曾出現(xiàn)了一些問 題。如，在做一階動態(tài)電路時(shí)間常數(shù)的測量這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，測出的電壓與實(shí)際電 壓始終不符合，在幾次檢查沒有查出錯(cuò)誤后我們決定全部拆掉電路重新連接， 連好后再測數(shù)據(jù)則較為符合理論值，經(jīng)分析可能是由于接地線比較多，在接地 過程中有的接地線虛接或沒有連接某些接地線。在之后的過程中，我們都反復(fù) 檢查接地線的連接，再也未出現(xiàn)類似情況。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫的過程中，我們分 別負(fù)責(zé)具體的撰寫與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的過程中，我們使用各 種計(jì)算機(jī)軟件輔助處理。在編輯公式的時(shí)候，我們大量使用了mathtype6.0這 款軟件，其功能比較強(qiáng)大，與 ofice的兼容性也非常不錯(cuò)。在畫圖的時(shí)候我們 使用的事visso2007，這款軟件是微軟推出的畫圖軟件，在作圖方面有著不錯(cuò) 的用戶體驗(yàn)，由于是微軟本身的軟件，其在各款office軟件中都可以引用，并 且使用方便，作圖效率很高。通過這次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫我