rc一階電路的響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上RC一階電路的響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測(cè)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(shí)間常數(shù)的測(cè)量方法。3. 掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。4. 進(jìn)一步學(xué)會(huì)用示波器觀測(cè)波形。實(shí)驗(yàn)電路原理說明1. 電路中某時(shí)刻的電感電流和電容電壓稱為該時(shí)刻的電路狀態(tài)。t=0時(shí)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(lì)時(shí)，僅由t=0零時(shí)刻的非零初始狀態(tài)引起的響應(yīng)稱為零輸入響應(yīng)稱為，它取決于初始狀態(tài)和電路特性（通過時(shí)間常數(shù)=RC來體現(xiàn)），這種響應(yīng)時(shí)隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減的。在零初始狀態(tài)時(shí)僅由在t0時(shí)刻施加于電路的激勵(lì)引起的響應(yīng)稱為零狀

2、態(tài)響應(yīng)，它取決于外加激勵(lì)和電路特性，這種響應(yīng)是由零開始隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)的。 線性動(dòng)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(dòng)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(shí)踐中認(rèn)為暫態(tài)響應(yīng)在t=5時(shí)消失，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，在暫態(tài)還存在的這段時(shí)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。3. 時(shí)間常數(shù)的測(cè)定方法:用示波器測(cè)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得知ucUme如圖9-1(c)所示。-t/RCUme-t/。當(dāng)t時(shí)，Uc()0.368Um。此時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于。亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增加到0.632Um所對(duì)應(yīng)的時(shí)間

3、測(cè)得，1uu UmUmtt 00 c ucR UmUm 0.632uc0.368t t00(b) 零輸入響應(yīng)(a) RC一階電路 (c) 零狀態(tài)響應(yīng)圖 9-14. 微分電路和積分電路是RC一階電路中較典型的電路， 它對(duì)電路元件參數(shù)和輸入信號(hào)的周期有著特定的要求。一個(gè)簡(jiǎn)單的 RC串聯(lián)電路， 在方波序列脈沖的重復(fù)激勵(lì)下， 當(dāng)滿足RC<<T2時(shí)（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)輸出，則該電路就是一個(gè)微分電路。因?yàn)榇藭r(shí)電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)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)輸出，且當(dāng)電路的參數(shù)滿足RC>>T2，則該RC電路稱

4、為積分電路。因?yàn)榇藭r(shí)電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的積分成正比。2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1. （1）從電路板上選R10K，C3300pF（6800P）組成如圖9-1(b)所示的RC充放電電路。ui為脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出的Um3V、f1KHz的方波電壓信號(hào)，并通過兩根同軸電纜線，將激勵(lì)源ui和響應(yīng)uC的信號(hào)分別連至示波器的兩個(gè)輸入口YA和YB。這時(shí)可在示波器的屏幕上觀察到激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律，請(qǐng)測(cè)算出時(shí)間常數(shù)，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(duì)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(lì)源u的變化規(guī)律（2） 令R10K，C0.01F，觀察并描繪響應(yīng)的波形，繼續(xù)增

5、大C 之值，定性地觀察對(duì)響應(yīng)的影響。C=0.01F C=1000pF2、選擇動(dòng)態(tài)板上R、C元件，組成如圖9-2（a）所示微分電路，令C0.01F， R1K。在同樣的方波激勵(lì)信號(hào)（Um3V，f1KHz）作用下，觀測(cè)并描繪激勵(lì)與響應(yīng)的波形。3R=1K時(shí)的響應(yīng)圖增減R的值，定性地觀察對(duì)響應(yīng)的影響，并作記錄。當(dāng)R增至1M時(shí)，輸入輸出波形有何本質(zhì)上的區(qū)別？R=100時(shí) R=1M時(shí)1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所得的曲線計(jì)算值，并與參數(shù)值的計(jì)算結(jié)果作比較，分析誤差原因。（1）計(jì)算值。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(shí)間為4得到1.170V的位置 利用圖8位置測(cè)出時(shí)間常數(shù)測(cè)量得到=33.0s，理論值為=RC=33.0s（2）測(cè)量結(jié)果與計(jì)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(cè)量時(shí)存在誤差，讀數(shù)時(shí)存在誤差等原因。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)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RC>>T2T2（T為方波脈沖的重復(fù)周期） 微分電路應(yīng)滿足條件RC<<