rc一階電路的響應(yīng)考試實驗報告

1、rc告一階電路的響應(yīng)測試實驗報作者:日期:in灶渡n忤是丄也唯智小屮殳憶且性十堂審許現(xiàn)稠用哼%仙昶JF降半#轉(zhuǎn)零幣響懶的負階叭鞅勵稻7T5r«nnin右門也pimp舟此咖n沖攤恵枷的RC一階電路的響應(yīng)測試實驗?zāi)康?. 測定RC一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)。2. 學(xué)習(xí)電路時間常數(shù)的測量方法。3. 掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。4. 進一步學(xué)會用示波器觀測波形。實驗電路原理說明1. 電路中某時刻的電感電流和電容電壓稱為該時刻的電路狀態(tài)。t=0時電感的初始電流iL（0）和電容電壓uc（0）稱為電路的初始狀態(tài)。在沒有外加激勵時，僅由t=0零時刻的非零初始狀態(tài)引起的響應(yīng)稱為零

2、輸入響應(yīng)稱為，它取決于初始狀態(tài)和電路特性（通過時間常數(shù)T=RC來體現(xiàn)），這種響應(yīng)時隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減的。在零初始狀態(tài)時僅由在to時刻施加于電路的激勵引起的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)，它取決于外加激勵和電路特性，這種響應(yīng)是由零開始隨時間按指數(shù)規(guī)律增長的。線性動態(tài)電路的完全響應(yīng)為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)之和。含有耗能元件的線性動態(tài)電路的完全響應(yīng)也可以為暫態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)之和，實踐中認為暫態(tài)響應(yīng)在t=5t時消失，電路進入穩(wěn)態(tài)，在暫態(tài)還存在的這段時間就成為過渡過程”。2.CC電接通與斷開的過渡過程是基本相同的。2. 時間常數(shù)t的測定方法：用示波器測量零輸入響應(yīng)的波形如圖9-1（b）所示。根據(jù)一階微分方程的求解

3、得知uc=Ume如圖9-1（c）所示。-t/RC=Ume-t/。當(dāng)t=T寸，Uc（t并0.368Um。此時所對應(yīng)的時間就等于t亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增加到0.632Um所對應(yīng)的時間測得，1/tCuuUmUmtt00cucRUmUm0.632uc0.368tt00(b)零輸入響應(yīng)(a)RC一階電路(c)零狀態(tài)響應(yīng)圖9-13. 微分電路和積分電路是RC階電路中較典型的電路，它對電路元件參數(shù)和輸入信號的周期有著特定的要求。一個簡單的RC串聯(lián)電路，在方波序列脈沖的重復(fù)激勵下，當(dāng)滿足t=RC«T2時(T為方波脈沖的重復(fù)周期)，且由R兩端的電壓作為響應(yīng)輸岀，則該電路就是一個微分電路。因為此時電路的

4、輸岀信號電壓與輸入信號電壓的微分成正比。將R與C位置調(diào)換一下，由C兩端的電壓作為響應(yīng)輸岀，且當(dāng)電路的參數(shù)滿足t=RC>>T2，則該RC電路稱為積分電路。因為此時電路的輸岀信號電壓與輸入信號電壓的積分成正比。2WVWA*UI"rtf二：4u;iZJ實驗數(shù)據(jù)1. (1)從電路板上選R=10KQ,C=3300pF(6800P)組成如圖9-1(b)所示的RC充放電電路。ui為脈沖信號發(fā)生器輸岀的Um=3V、f=1KHz的方波電壓信號，并通過兩根同軸電纜線，將激勵源ui和響應(yīng)uC的信號分別連至示波器的兩個輸入口YA和YB。這時可在示波器的屏幕上觀察到激勵與響應(yīng)的變化規(guī)律，請測算岀時

5、間常數(shù)t并用方格紙按1:1的比例描繪波形。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)象響應(yīng)uc的變化規(guī)律激勵源u的變化規(guī)律(2)令R=10KQ，C=0.01卩F,觀察并描繪響應(yīng)的波形，繼續(xù)增大C之值，定性地觀察對響應(yīng)的影響。C=0.01卩FC=1000pF2、選擇動態(tài)板上R、C元件，組成如圖9-2(a)所示微分電路，令C=0.01",R=1KQ在同樣的方波激勵信號(Um=3V，f=1KHz)作用下，觀測并描繪激勵與響應(yīng)的波形。3R=1K?時的響應(yīng)圖增減R的值，定性地觀察對響應(yīng)的影響，并作記錄。當(dāng)R增至1MQ時，輸入輸岀波形有何本質(zhì)上的區(qū)別？R=100?時R=1M?時1.根據(jù)實驗結(jié)果，所得的曲線計算t值，并與參數(shù)值的計算結(jié)果作比較，分析誤差原因。(1)計算T直。由于我們組用的電源是Um=1.85V，所以從0增加到1.17V所用時間為t4得到1.170V的位置禾U用圖8位置測岀時間常數(shù)測量得到t=33.0卩,理論值為t=RC=33.0s(2)測量結(jié)果與計算結(jié)果一樣，沒有誤差。如果存在誤差，則可能由于儀器精確度問題，測量時存在誤差，讀數(shù)時存在誤差等原因。2、根據(jù)實驗觀測結(jié)果，歸納、總結(jié)積分電路和微分電路的形成條件，闡明波形變化特征(1) 條件：積分電路應(yīng)滿足條件t=RC>>T2T2(T為方波脈沖的重復(fù)周期)微分電路應(yīng)