电子技术基础实验二

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1、甘肃政法学院本科生实验报告（二）姓名:王岳学院:公安技术学院专业:信息安全班级:12级信息安全班实验课程名称:电子技术基础实验实验日期:2014年11月25日指导教师及职称:吴小红实验成绩:开课时间：2014～2015学年第一学期甘肃政法学院实验管理中心印制实验题目一阶RC电路的暂态反应小组合作姓名王岳班级信息安全学号201283120131一、实验目的1.掌握用虚拟仪器观察和分析电路过渡过程响应的方法。2.研究RC一阶电路的零输入响应、在直流激励下的零状态响应和方波响应的基本规律和特点。3.了解一阶电路时间常数对过渡过程的影响，并测定时间常数

2、。4.研究RC电路的微分、积分响应。考察RL和RC电路的暂态过程，加深对电容和电感的特性的认识。二．实验环境1．电阻、电容、电感若干2．数字万用表一台3．电子技术实验箱一台三、实验内容与步骤1.利用秒表记录不同的电容在接入不同电阻时完全充放电所需的大约时间并将所测数据填入下表：充电时间=30KΩ=5KΩ=1.2MΩ7.75秒4.58秒5.92秒6.34秒5.83秒6.74秒放电时间=30KΩ=5KΩ=1.2MΩ2.85秒2.45秒3．36秒3.38秒3.77秒5.50秒2．（1）如图所示连接电路：（2）用示波器分别观察电阻两端的电压和电容两端的

3、电压，即微分输出和积分输出。观测RC串联电路的阶跃响应和零输入响应。【按图5.8接线，由于1641D函数信号发生器仅能提供正负交替的矩形波，故串联一个开关二级管削去负的矩形波以获得所需的方波，波形如图5.9，只要使tp>>τ,则在一个周期内就能同时观察到阶跃响应和零输入响应。电阻RS为信号源本身等效内阻（约为50），R1的接入是为了在二极管截止时给RC串联电路提供一个闭合回路，使电容上的电压有一个放回电路，这样才能观察到电路的零输入响应。输入方波频率取f=1KHz，方波幅值（整流后）3、伏，观测阶跃响应、零输入响应。并记录下输出uc(t)波形，

4、它们绘在坐标纸上。1）s（）时微分电路的输出为：2）s时积分电路的输出为：四、实验过程与分析a)零输入响应：当Ｕｓ＝０时，电容的初始电压Ｕｃ（０＋）＝Ｕ０时，电路的响应称为零输入响应为：Ｕｃ（ｔ）＝Ｕ０ｅｔ／ＲＣ（ｔ＞＝０），输出波形为单调下降的。当ｔ＝ＲＣ时，Ｕｃ（）＝Ｕ０／ｅ＝０.３６８Ｕ０，称为该电路的时间常数。b)阶跃响应（零状态的响应）：当Ｕｃ（０＋）＝０时，输入一个阶跃电压　Ｕｓ＝Ｕｓｕ（ｔ）时，电路的响应称为阶跃响应：ｕｃ（ｔ）＝Ｕｓ（１－ｅ－ｔ／ＲＣ）ｕ（ｔ），电容电压由零逐渐上升到Ｕｓ，电路时间常数＝ＲＣ决定上升的快慢，当ｔτ

5、＝时，ｕｃ（ｔ）＝０．６３２Ｕｓ．c)微分电路：输入一脉冲波形Ｐ（ｔ），脉冲宽度为ｔｐ，当ｔｐ＞＞ＲＣ时，则ｕｃ（ｔ）＝Ｐ（ｔ），而ｕＲ（ｔ）＝Ｒｉｃ＝ＲＣｄｕｃ／ｄｔ＝ＲＣｄ／ｄｔｐ（ｔ），即：从电阻上输入电压ｕＲ（ｔ）为输入电压Ｐ（ｔ）的微分形式乘以时间常数。a)积分电路：输入一脉冲波形Ｐ（ｔ），脉冲宽度为ｔｐ，当ｔｐ＜＜τ=ＲＣ时，则有ｕＲ＝Ｐ（ｔ），而ｕｃ（ｔ）＝∫ｔｉｃｄｔ／Ｃ，即：从电容上输出电压ｕｃ（ｔ）为输入波形Ｐ（ｔ）的积分除以时间常数。b)耦合电路：当τ＝ＲＣ>>tp时，ｕＲ（ｔ）波形与输入波形基本一致，略有倾斜，当ＲＣ越大

6、，倾斜误差越小，故把输入波形基本不变的耦合输入到下一级电路中去。６.脉冲分压电路：对于一个阶跃信号，如果加到容性负载上，则必须采用如下电路，当Ｃ１＝（Ｒ２／Ｒ１）Ｃ２时，由于Ｃ１的补偿作用，该电路如同一个纯电阻分压器。则有：ｕ２（ｔ）＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）Ｕｓ．当Ｒ１Ｃ１＞Ｒ２Ｃ２为过补偿状态；当Ｒ１Ｃ１＜Ｒ２Ｃ２为欠补偿状态．五、实验总结1、对τ的计算要求取大电容及大电阻，当τ过小时无法进行测量。2、输出积分电路时要选取合适的电容、电阻进行实验，否则无法观测到波形或严重失真。3、一阶电路时间常数对过渡过程的影响：时间常数越大，电压衰减的越慢；

7、4、一阶电路零输入响应的规律与特点：uc从零开始逐渐增加，i在开关闭合瞬间最大，然后逐渐衰减到零；