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
us
C
L
iL
uC
S
r
ur
Y1
Cs
CC
uu
t
u
RC
t
u
LC++=
d
d
d
d
2
2
欠阻尼情况下的阶跃响应波形
R
L
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
10k
1M
1000P
1000P
3300P
6800P
0.01u
0.47u
0.1u
0.47u
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。
激励响应
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
u
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=0.01µF
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=0.01µF,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=100µF,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。