RC一階電路的響應(yīng)測試實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)七RC 一階電路的響應(yīng)測試一、實(shí)驗(yàn)?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(shí)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(jìn)一步學(xué)會(huì)用示波器觀測波形。二、原理說明1. 動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的過渡過程是十分短暫的單次變化過程。要用普通示波器觀察過渡過程和測量有關(guān)的參數(shù)，就必須使這種單次變化的過程重復(fù)出現(xiàn)。為此， 我們利用信號(hào)發(fā)生器輸出的方波來模擬階躍鼓勵(lì)信號(hào)，即利用方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍鼓勵(lì)信號(hào)；利用方波的下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍鼓勵(lì)信號(hào)。只要選擇方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大于電路的時(shí)間常數(shù)t那么電路在這樣的方波序列脈沖信號(hào)的鼓勵(lì)下，它的

2、響應(yīng)就和直流電接通與斷開的過渡過程是根本相同的。2. 圖7-1 ( b)所示的RC 一階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長，其變化的快慢決定于電路的時(shí)間常數(shù)T3. 時(shí)間常數(shù)T勺測定方法:用示波器測量零輸入響應(yīng)的波形如圖7-1(a)所示。根據(jù)一階微分方程的求解得知Uc = Ume = Ume。當(dāng)t = T時(shí)，Uc( T =。此時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于 T 亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增加到所對(duì)應(yīng)的時(shí)間測得，如圖13-1(c)所示。U m0.632UTfUcora)零輸入響應(yīng)(b) RC一階電路圖7-1(C)它對(duì)電路元件參數(shù)和輸入信4. 微分電路和積分電路是 RC 階電路中較典型的電路，號(hào)的

3、周期有著特定的要求一個(gè)簡單的 RC串聯(lián)電路， 在方波序列脈沖的重復(fù)鼓勵(lì)下，滿足 尸RCvT，那么該RC電路稱為積分電路。因?yàn)榇藭r(shí)電路的輸2出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的積分成正比。利用積分電路可以將方波轉(zhuǎn)變成三角波。從輸入輸出波形來看，上述兩個(gè)電路均起著波形變換的作用，請?jiān)趯?shí)驗(yàn)過程仔細(xì)觀察與記錄。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1DG032雙蹤示波器1自備3動(dòng)態(tài)電路實(shí)驗(yàn)板1DG07四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)線路板的器件組件，如圖7-3所示，請認(rèn)清 R、C元件的布局及其標(biāo)稱值，各開關(guān) 的通斷位置等。1.從電路板上選 R = 10K Q, C = 6800pF組成如圖13-1(b)所示的

4、RC充放電電路。 S為脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出的 Um = 3V、f = 1KHz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鼓勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律，請測算出時(shí)間常數(shù)7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R=10K Q, C=6800pF時(shí)，鼓勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律：積分電路rfliiArw B険比例 |500us/tv比例卩忡比例M忡fijfi l-F| A F IVx fcS |oY位矍|14電平5p-| FvT 力闞 b/a|“|眉_0 DCCx

5、 1 訂 a類型陽玄i標(biāo)堆i自ainrj圖a變化規(guī)律電容先充電，為零狀態(tài)響應(yīng)。后放電，為零輸入響應(yīng) 時(shí)間常數(shù)T= X10-5 s電阻R不變，減少電容 C至3000pF,響應(yīng)的圖像變陡，如下時(shí)同I6X000 ms 6,000 V*5.997V段冋 I世存 | Ext Trigger圖b電阻R不變，增大電容C至8000pF,響應(yīng)的圖像變平緩，如下圖(c)圖c電容C不變，電阻R減小至5K Q,響應(yīng)的曲線變陡峭，女口以下圖d時(shí)間軸rlftTl A通道B比例【500 *心比例5 Wiv比例5 VQiv孑屯11xfig oYfcSY f&W pl-6電平|oC 0 : DC | -J QJ m迦nr圖d電

6、容C不變，電阻R增大至20K Q,響應(yīng)的曲線變平緩, 如以下圖T通禮iA通道B註發(fā)比倒500比例MJOiv比例5Qvy丄 fcSf 1vfeS Re電早|6AVVT帕社ac q |DCj v比例|5 V/Ov比洌|5 viv邊沿 rr jirr_E JcfcS oVfvS |t6電平|ouF7T 力蹴| B/AAfl|ac o J idcJ rRe |oc 11 (7塞型正弦1標(biāo)堆丨自動(dòng)1r7；I, ncger保存 Ext Trigger鼓勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律增減R之值，定性地觀察對(duì)響應(yīng)的影響，并作記錄。當(dāng) R增至1M Q時(shí)，輸入輸出波 形有何本質(zhì)上的區(qū)別當(dāng)C= pF不變時(shí)，增大 R值至200

7、Q,響應(yīng)曲線變化不明顯，如以下圖示波器-XSC1時(shí)間軸通道A比例 RnwAJiv比例F V/ttvxfcg oTtefi uY/f tea 1 b/a| a/b|疋 _O I DC通道B槪比例5 V4D(vvfeS Re電平|owAC- O DC 1 - I P類別正袪I標(biāo)進(jìn)I自動(dòng)Inr當(dāng)C= pF不變時(shí)，減小 R值至20 Q,響應(yīng)曲線變化不明顯。R增至1M Q時(shí)，鼓勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律如以下圖：時(shí)轉(zhuǎn)I通道卜通道2觸發(fā)比例|血伽比例5伽比例|5畑邊沿FX&s |oY位金Y位畫 Fl電平 F-fW asl b/a|a/b| Ipg/lDd 席|叵PCJ e|多型1ESl標(biāo)進(jìn)丨自幼氏輸入波形為方波信

8、號(hào)，輸出波形接近方波信號(hào)五、實(shí)驗(yàn)本卷須知1. 調(diào)節(jié)電子儀器各旋鈕時(shí)，動(dòng)作不要過快、過猛。實(shí)驗(yàn)前，需熟讀雙蹤示波器的使用說明書。觀察雙蹤時(shí)，要特別注意相應(yīng)開關(guān)、旋鈕圖7-3動(dòng)態(tài)電路、選頻電路實(shí)驗(yàn)板的操作與調(diào)節(jié)2. 信號(hào)源的接地端與示波器的接地端要連在一起稱共地，以防外界干擾而影響測 量的準(zhǔn)確性。3. 示波器的輝度不應(yīng)過亮，尤其是光點(diǎn)長期停留在熒光屏上不動(dòng)時(shí)，應(yīng)將輝度調(diào)暗，以延長示波管的使用壽命。六、預(yù)習(xí)思考題1. 什么樣的電信號(hào)可作為RC 一階電路零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的鼓勵(lì)源2. RC 一階電路R = 10K Q, C =盯，試計(jì)算時(shí)間常數(shù) t并根據(jù) T直的物理意義， 擬 定測量T的方案。3. 何謂積分電路和微分電路，它們必須具備什么條件它們在方波序列脈沖的鼓勵(lì)下，其輸出信號(hào)波形的變化規(guī)律如何這兩種電路有何功用4. 預(yù)習(xí)要求：熟讀儀器使用說明，答復(fù)上述問題，準(zhǔn)備方格紙。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根 據(jù) 實(shí) 驗(yàn) 觀 測 結(jié) 果