Rc阶电路的响应测试和阶电路的响应测试研究文档格式.docx

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验证性、综合性实验报告应含的主要内容：

一、实验目的及要求

二、所用仪器、设备

三、实验原理

四、实验方法与步骤

五、实验结果与数据处理

六、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见）

七、所附实验输出的结果或数据

设计性实验报告应含的主要内容：

一、设计要求

二、选择的方案

三、所用仪器、设备

六、结论（依据“设计要求”）

*封面左侧印痕处装订

一阶RC电路和二阶RC电路响应的研究

一、实验目的

1．测量RC一阶电路的零输入响应，零状态响应及全响应。

2．学习电路时间常数的测量方法。

3．掌握有关微分电路和积分电路的概念。

4．学习用实验的方法来研究二阶动态电路的响应，了解电

路元件参数对二阶电路响应的影响。

5．观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点，以

加深对二阶电路响应的认识与理解。

R

S

时间常数不一样，曲线衰减的快慢也不一样。

二、原理说明

（1）一阶RC电路时间常数的测量S（t=0）

m为0.632U所对应的时间轴上的格数；

n为周期T所对应的时间轴上的格数；

n

（2）微分电路、积分电路与响应波形

①微分电路与响应波形

i

若时间常数满足τ<

<

T/2，且uR

uC，

则输出电压uR和输入电压us的微分近似成正比。

微分电路的输出波形为正负相间的尖脉冲τ

微分电路一定要满足

T/2条件，一般取

若R与C已选定，则取输入信号的频率f<

1/10。

当输入信号的频率一定时，

τ值越小，脉冲越尖，但其幅度始终是方波幅度的2倍

（电路处于稳态时）。

τ=②积分电路与响应波形

t

若时间常数满足

则电容C上的压降uC近似地正比于输入电压u

s对时间的积分，

则该电路就构成了积分电路。

τ>

>

T/2，积分电路一定要满足

T/2，一般取τ=5T即可。

当方波的频率一定时，

τ值越大，三角波的线性越好，但其幅度也随之下降。

τ值变小时，波形的幅度随之增大，但其线性将变坏。

若R与C已选定，则取输入信号的频率f>

5/τ2．二阶电路及其响应

us

C

LiL

uC

1R

2

Y2

L

iL

r

ur

Y1

Cs

CC

uu

t

u

RC

LC++=

d

欠阻尼情况下的阶跃响应波形

T

116

≥8=

α

为了便于在示波器上观测阶跃

响应波形，用方波信号来代替

阶跃信号，只要方波信号的周

期T大于或等于8倍的1/即可，

即

α三、实验内容

10k

3300P

0.01u

激励响应

30k

100

200

510

1k

2k

1M

1000P

6800P

0.47u

0.1u

1u

2u

10u

100u

1000u

4.7H

15H

15k二阶动态电路的研究

分别定性地描绘、记录响应的典型变化波形。

LCR2

R1

可调电阻器，令函数信号发生器的输出为Um

=1V，f=1kHz

的方波信号，通过同轴电缆线接至上图的激励端，同时用

同轴电缆线将激励端和响应输出端接至双踪示波器的两个

输入口。

1．选择动态电路板上的R、C元件，令

（1）R=10kΩC=3300pF

s为函数信号发生器输出，取Um

=3V，f=1kHz的方波电压信号，并通

过两根同轴电缆线，将激励源u

s和响应uC的信号分别连至示波器的两个

输入口，这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，测量

时间常数，并用方格纸按1：

1的比例描绘u

s及uC波形。

少量地改变电容值或电阻值，定性观察对响应的影响，记录观察到

的现象。

（2）R=10kΩ，C=0.01µ

F

观察并描绘响应的波形，继续增大C值，定性观察对响应的影

响。

2．选择动态板上的R、C元件，组成如图6-15-3（a）所示的微

分电路，令R=1kΩ，C=0.01µ

F，在同样的方波激励信号（Um

=3V

，f=1kHz）作用下，观测并描绘激励与响应的波形。

增加R值，定性地观察对响应的影响，并作记录，当R增至1M

Ω时，输入输出波形有何本质上的区别？

3．选择动态板上的R、C元件，组成如图6-15-4（a）所示的

积分电路，令R=10kΩ，C=100µ

F，在同样的方波激励信号

（Um

=3V，f=1kHz）作用下，观测并描绘激励与响应的波形。

增加R值（R=30kΩ）定性地观察对响应的影响。

4．二阶动态电路的研究

利用动态线路板中的元件与开关的配合作用，组成RLC并联电

路。

令R1

=10kΩ，L=4.7mH，C=1000pF，R2为10kΩ可调电阻器，

令函数信号发生器的输出为Um

=3V，f=1kHz的方波信号，通

过同轴电缆线接至上图的激励端，同时用同轴电缆线将激励

端和响应输出端接至双踪示波器的两个输入口。

（1）调节可变电阻器R2之值，观察二阶电路的零输入响应和

零状态响应由过阻尼过渡到临界阻尼，最后过渡到欠阻尼的变化

过渡过程，分别定性地描绘、记录响应的典型变化波形。

（2）调节R2，使示波器荧光屏上呈现稳定的欠阻尼响应波形

，定量测定此时电路的衰减常数和振荡频率，将测试数据记录于

实验表中。

（3）改变一组电路参数，如增、减L或C之值，重复步骤

（2）的测量，将测试数据记录于实验表中。

随后仔细观察，改变电路参数时，衰减常数和振荡频率的

变化趋势，将测试数据记录于实验表中。

四、实验注意事项

1．调节电子仪器各旋钮时，

动作不要过猛。

实验前，尚需熟读双踪示波器的使用说明，

特别是观察波形时，要特别注意开关、旋钮的操作与调节。

2．信号源的接地端与示波器

的接地端要连在一起（称共地），以防外界干扰而影响测

量的准确性。

3．示波器的辉度不应过亮，

尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，

以延长示波管的使用寿命。

4．测时间常数时，扫描速率微调旋钮要校准。

5．在测量和时，为了减小误差，尽量将一个周期内的波

形放大。

6．调节R2时，要细心、缓慢，临界阻尼要找准。