二阶电路的动态响应.docx

二阶电路的动态响应.docx

《二阶电路的动态响应.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二阶电路的动态响应.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

二阶电路的动态响应

电路与信号系统基础实验

第1页共7页二阶电路的动态响应

一、实验目的

1、学习用实验的方法来研究二阶电路的动态响应;

2、研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响;

3、研究欠阻尼时，元件参数对α和固有频率的影响;

4、研究RLC串联电路所对应的二阶微分方程的解与元件参数的关系。

二、实验原理及思路

s2U2=++cccudtduRCdt

udLC初始值为

CICidttduUuLtcc000

）0（）

（）0（==

=-=--

求解该微分方程，可以得到电容上的电压uc（t）。

再根据:

dt

ducticc=）（可求得ic（t），即回路电流iL（t）。

01pp2=++RCLC特征值为:

20222,11）2（2pωαα-±-=-±-

=LCLRLR定义：

衰减系数（阻尼系数）L

R2=α自由振荡角频率（固有频率）LC

10=

ω可知,RLC串联电路的响应类型与元件参数有关。

三、实验内容及结果

1、从元件库中选择可变电阻、电容、电感，创建如图所示的电路。

2、设置L1=10mH、C1=22nF，电容初始电压为5V，电源电压为10V，利用

TransientAnalysis观测电容两端的电压。

3、用Multisim瞬态分析仿真零输入响应（参数欠阻尼、临界阻尼、过阻尼

三种情况）；在同一张图中画出三条曲线，标出响应阻值。

全响应瞬态分析

4、用Multisim瞬态分析仿真零输入响应（参数欠阻尼、临界阻尼、过阻尼

三种情况）；在同一张图中画出三条曲线，标出响应阻值。

电容初始电压0v的零状态响应

5、利用Multisim中函数发生器、示波器和波特图仪创建1如图所示电路，

观测各种响应。

函数信号发生器设置：

方波、频率1kHz、幅度5V、偏置5V。

欠阻尼

临界阻尼

过阻尼

温馨推荐

您可前往XX文库小程序

享受更优阅读体验

不去了

立即体验

6、在电路板上按下图所示电路（R1=100Ω、L=10mH、C=47nF）焊接实验

电路。

7、调节可变电阻器R2，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，按下表记录所测数据和波形。

8、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α和振荡频率ωd，按下表记录所测数据。

波形RLC振荡周期

Td

第一波峰

峰值h1

第二波峰

峰值h2

0Ω10mH47nF80μS4.76V3.04V

理论值测量值衰减振荡角频率ωd7853074199.89衰减常数α5604052667

四、结论及分析

欠阻尼响应时，衰减震荡频率越大，Td就越小，波形震荡的越快，震荡平率越高。

衰减系数越大，波形衰减越厉害，震荡越慢，震荡频率越低

在用示波器测量x-y方式测量时，先调出测量波形再改变方式