实验八一阶动态电路响应测试

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1、电路实验报告实验八一阶动态电路的响应测试学生姓名学生学号专业班级指导老师2015年11月20日一、实验题目——一阶动态电路响应的测试二、实验摘要（关键信息）1.研究RC电路的零输入响应和零状态响应。用示波器观察响应过程。电路参数：R=100KQ>C=10uF.V=4VO2.从响应波形图屮测量时间常数t和电容的充放电时间Tu和Td。求充电Tu/t,放电Td/To3.记录数据包括：测量充电、放电的时间常数丫时对应的波形图，用光标显示出测虽结果。测量充电时间Tu和放电时间Td时对应的波形图，用光标指示测量结果。三、实验环境（仪器用品等）100KQ色环电阻一个，10uF电容一个，导线若干，面包板

2、，台式五位半自动最程数字万用表LINI-TUT805A,可调直流稳压电源（1T6302）,示波器AgilentDSO-X2012Ao四、实验原理和实验电路1.RC电路的零输入响应和零状态响应1）电路屮某时刻的电感电流和电容电压称为该时刻的电路状态。t二0时，电容电压uc（0）称为电路的初始状:态。2）在没有外加激励时，仅由t二0零时刻的非零初始状态引起的响应称为零输入响应，它収决于初始状态和电路特性（通过时间常数丫二RC来体现），这种响应时随吋间按指数规律衰减的。3）在零初始状态时仅由在10时刻施加于电路的激励引起的响应称为零状态响应，它取决于外加激励和电路特性，这种响应是山零开始随时间

3、按指数规律增长的。4）线性动态电路的完全响应为零输入响应和零状态响应Z和动态网络的过渡过程是十分短暂的血次变化过程。要用普通示波辭观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数T,那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和总流电接通与断开的过渡过程是基本相同的1.时间常数丫的测定方法：用示波器测量零输入响应的波形，根据一•阶微分方程的求解得知uc=Um*e—t/

4、RC=Um*e-t/t，当t=T时，即t为电容放电时间,Uc(t)=0.368Um=l.472V(Um=4V)o此吋所对应的时间就等于t。亦可用零状态响应波形增加到0.632Um=2.528V(Um=4V)所对应的时间测得，即电容充电的时间t。2.充放电时间测定方法：充电：当电压达到充电最大值,接近Um时，记录Tu。放电：当电压约为0时，记录Td。五、实验步骤和数据记录1.按如图所示的电路图在连接好电路，测量电容C的两端电压变化，即一阶动态电路的响应测试。2.用示波器测量电容两端的电压，示波器的测量模式调整为追踪。1.打开电源开关，将开关和电压源端相接触，使电容充电，用示波器记录电容充电

5、时的电压变化。2.将开关和另一端相接触，使电容放电，用示波器记录电容放电时的电压变化。数据记录如F：R二101・623kQC=10.29uF充电时波形图:DS0-X2012A,MY53280704.FriNw2017:55:442015DS0-X2012A,MY53280704FriNw201749:462015充电时：充电时间Tu=5.88s,时间常数t=1.lOs.Tu/t=5.34545.放电时波形图:DS0・X2012AMY53280704:FnNov2017:51:36201511.00V/-5.000s1.000s/停止滚动:辽:Agilent采察标堆倶式10.0kSa/s2

6、通道主DC10.0:1DC1.00:1光•标AX:+5020000000000$+3.94133Vm13.44mVAY:•3.95475VDS0・X2012AMT53280704:FriNov201752322015光标设豈英单X1源缸位11.00V/2停止AY:光标X1慎式追踪DCDC-5000s1.000s/X1:-7.840000000$X2:-2.820000000s滚动光标设置菜单:癸:Agilent采寅标復模式10.0kSa/$通道H10.0:11.00:1光标ii+1.040000000000sY1(D：+3.94133V+1.47399V慎式X1源X2源Q光标单位IXW.

7、840000000T追踪11X2♦■[X2:-6.800000000s-2.46725V放电时：放电时间Td=5.02s,时间常数t=1.04soTd/t=4.8269.六、实验结果计算和分析通过预习可知时间常数t=RC=100KQ*10uF=1s,实际测得R=101.623kQ,C=10.29uF,t=RC=101.623KQ*10.29uF=1.0457s。实际测得数据充电时间常数21・10s,放电时间常数t=1.04s,在误差