一阶电路时域响应的测量(新)

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1、4.5一阶电路时域响应的测量……………………P124国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心现代电子技术实验一.实验目的现代电子技术实验国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心1.进一步掌握一阶RC电路的零状态、零输入和全响应。2.掌握一阶电路时间常数的测定方法。3.研究电路参数对响应的影响。二、实验原理1.一阶电路的概念国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心现代电子技术实验用一阶微分方程描述的电路RRCL三种响应:零状态响应、零输入响应、全响应国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心现代电子技术实验零状态响应储能元件的初始值为零，仅仅由外加输入激励

2、引起的响应时间常数:τ=RC1SR+-usic+-2Cuc(t)tus0.632usτ工程上当t≥5τ时可以看成稳态uc(t)国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心现代电子技术实验零输入响应电路在无激励情况下，由储能元件的初始状态引起的响应uc(t)tus0.368usτ工程上当t≥5τ时可以看成稳态uc(t)1SR+-usic+-2C国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心现代电子技术实验全响应电路在输入激励和储能元件的初始储能共同作用下引起的响应uc(t)tus全响应5τ10τ1SR+-usic+-2Cuc(t)国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心现代

3、电子技术实验几种响应及其波形的实验观察用周期性的方波（低电平设为零电压）代替开关和直流激励1SR+-usic+-2Cuc(t)uc(t)tusus(t)ust00国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心现代电子技术实验几种响应及其波形的实验观察1SR+-usic+-2Cuc(t)方波信号的频率选择?uc(t)tusus(t)ust对零输入、零状态响应：取T=10τ5τ5τ5τ对全响应：取T=2ττττ00uC(t)波形uS(t)波形现代电子技术实验国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心+--+uOui面包板介绍相邻两列插孔相互绝缘隔离槽每列5个插孔是一个节点（电气连通）

4、电气连通电气连通电气连通现代电子技术实验背面正面公共参考点uC(t)uS(t)波形现代电子技术实验直流偏移直流分量的叠加现代电子技术实验国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心示波器双踪观测波形国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心选择双踪观测方式垂直通道现代电子技术实验三、实验内容现代电子技术实验国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心1.RC一阶电路零输入、零状态响应RC函数发生器RC函数发生器示波器建议选取R=1kΩ，C=0.01μF，计算时间常数。用函数发生器输出方波信号，Upp=4V。选择合适频率，用示波器观察响应的波形。测出时间常数τ，绘出us(t

5、)、uC(t)的波形。uc(t)tus(t)4Vt4V①②③④①②零状态响应零输入响应④③00现代电子技术实验国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心uc(t)tus0.632usτ时间常数τ的测量us(t)4Vt0现代电子技术实验国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心2.RC一阶电路全响应建议选取R=1kΩ、C=0.01μF，用函数发生器输出方波信号，Upp=4V,取周期T=2τ。在示波器上观察激励与响应的变化规律，并在同一坐标系下定量的绘出us(t)、uC(t)的波形。uc(t)tusus(t)ustτττ①①全响应②②零输入响应③③④④00现代电子技术实验国家工科

6、电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心us(t)us0t色环电阻颜色含义国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心颜色有效值倍率误差颜色有效值倍率误差棕1101±1%紫7107±0.1%红2102±1%灰8108橙3103白9109黄4104黑0100绿5105±0.5%金10-1±10%蓝6106±0.25%银10-2±20%现代电子技术实验色环电阻的识别国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心精度倍率第三位数第二位数第一位数现代电子技术实验02410024Ω色环电阻的识别国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心精度倍率第三位数第二位数第一位数现代电子技术实

7、验1001011000Ω国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心用数码表示电容大小，前两位为容量有效数字，第三位是倍乘数，若第三位为0时，表示10-1，单位一律是pF，如：电容的识别102表示10×102pF=1000pF223表示22×103pF=0.022μF474表示47×104pF=0.47μF现代电子技术实验预习下次内容：4.7正弦稳态时RLC元件电压电流相位关系的测试……………………P1