RLC串聯(lián)電路的方波響應(yīng)

1、RLC串聯(lián)電路的方波響應(yīng)一、實驗?zāi)康难芯縍LC串聯(lián)電路中，在不同參數(shù)下，響應(yīng)表現(xiàn)為非振蕩或振蕩的性質(zhì)，加深對二階電路的認識。二、實驗原理與說明圖15-1所示RLC串聯(lián)電路為一典型的二階電路。它可以用下述線性二階常系數(shù)微分方程來描述：LCd2u(t)cdt2+RC匕dt+u(t)ucs地.圖151RLC串聯(lián)電路求解微分方程，可以得出電容上的電壓變初始狀態(tài)和輸入激勵可以得到不同的二階時域響應(yīng)。疊加。零輸入響應(yīng)的模式完全由其微分方程的特征方程的兩個特征根U(t)。再根據(jù)Cdu(t)心Crr，求得全響應(yīng)是零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的1,2R2LR1”(LC)22-，o2i(t)。改式中：2L1LC由于電路

2、的參數(shù)不同，響應(yīng)一般有三種形式：L當R2,特征根p和p是兩個不相等的負實數(shù)，電路的瞬態(tài)響應(yīng)為非振蕩性的,C12稱為過阻尼情況。L當R=2，特征根P和P是為兩個相等的負實數(shù)，電路的瞬態(tài)響應(yīng)仍為非振蕩性C12的，稱為臨界阻尼情況。L當R，2，特征根P和P是為一對共扼復(fù)數(shù)，電路的瞬態(tài)響應(yīng)為振蕩性的，稱為C12欠阻尼情況。對于欠阻尼情況，可以從響應(yīng)波形中測量出其衰減系數(shù)和振蕩角頻率1R2LC4L2。其15-2所示。圖15-2欠阻尼情況下響應(yīng)波形TOC o 1-5 h z“2兀振蕩周期：T=tt，二2兀f=。由衰減振蕩的振幅包絡(luò)線可求衰減系數(shù)，21T1UU=Ke-叫，U=Ke-叫，=Incim。因此，從

3、示波器上只要測出t、t、C1mC2mTU12c2mU和U后，就可以計算出和。C1mC2m為了觀測二階電路的響應(yīng)，也可仿照一階電路的方法，用方波激勵RLC串聯(lián)電路，用示波器觀察u(t)、i(t)、u(t)等波形。cL、實驗內(nèi)容Y1Y2圖15-3RLC電路的方波響應(yīng)按上圖15-3接線，Yl、Y2分別測量電容電壓波形和20歐電阻電流波形觀察并描繪RLC串聯(lián)電路在下述情況下i、u、u的波形：Lc（1）R=1KQ，L=94mH,C=0.22pF,信號發(fā)生器輸出方波電壓U=3V，T=4mSS（2）R=51Q，L=94mH,C=0.22pF,信號發(fā)生器輸出方波電壓U=3V，T=1OMsS四、實驗設(shè)備序號儀表設(shè)備名稱選用掛箱型號數(shù)量備注1信號發(fā)生器GDS-0412寬帶電壓表GDS-2313R、L、C實驗箱GDS-06D14雙蹤示波器1五、注意事項因為示波器的接地極是與信號源的地線是聯(lián)在一起的，所以在測量電感電壓的波形時必須將L元件與C元件對調(diào)。六、實驗報告1.繪制各種參數(shù)下的方波響應(yīng)曲線2在RLC串聯(lián)電路在非振蕩時的