计算机辅助研究rc电路放电电压变化规律_1

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果计算机辅助研究RC电路放电电压变化规律论文关键字：RC电路　充放电　声卡　cool　EdiMATLAB论文摘要：在RC电路中，当电容两端有电压时，关闭开关，通过计算机观察电流通过电阻，在RC电路中电压随时间的变化规律与理论情况比较。实验以RC电路为基础，通过声卡使计算机与实验结合，用CoolEdit软件进行录音，最后通过数学软件MATLAB对图形进行分析，将理论计算值与实际测量值进行比较，结果证实了RC放电的电压随时间的变化趋势。　　1引言本论文主要

2、证明在RC电路放电时电压随时间的变化关系实验.在RC电路中，当电容两端有电压时，关闭开关，电流通过电阻，此时电路中电压随时间的变化成何种规律。作者在一本教科书中发现前人已经得出结论，电压与时间的关系式是.作者通过实验测量出5个时间点的电压值与在相同时间点的理论值相比较，看两者是否接近或相等。　　设计原理及方法：课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　RC电路放电原理：电路的过

3、渡过程是指从一种稳定状态转到另一种稳定状态所经历的变化过程，其变化十分短暂而且是单次变化过程。对时间常数τ较大的电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。对时间常数τ较小的电路，必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用NE555方波发生电路输出的方波来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号，选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，就可以观测电路的过渡过程.在阶跃信号下，RC-阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ.　　2.时间常数τ的测定方法：

4、⑴根据-阶微分方程的求解得知　　方程⑴为电容放电过程方程，其中U是放电前电容两端的电压.当t=τ时，U0＝此时所对应的时间就等于τ。其零输入响应的波形如图1测试电路如图2⑴所示.课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果⑵由零状态响应波形增长到所对应的时间就等于τ。其测试电路及波形如图2⑵和图3所示.⑶微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的应用电路，它对电路时间常数τ和输入信号

5、的周期T有着特定的要求.ＲＣ串联电路，如果满足τ＝RC由式可知：电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比，电路如图4⑴.将图4⑴中的Ｒ与Ｃ位置调换一下，即由Ｃ端作为响应输出，且当电路参数的选择满足τ＝RC>>T/２条件时，则称为积分电路.　　　　　由式(3)可知：电路的输出电压与输入电压的积分成正比，电路如图4⑵.　　2.实验仪器与软件介绍课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新

6、性的成果声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波／数字信号相互转换的一种硬件.在一块声卡上有晶振，AD/DA转换芯片和数字处理芯片及其他辅助电路.因此，它可以作为数据采集卡使用，不过被采集号的频率被限制在音频范围之内.设定了采集频率，采样位数，缓冲区大小之后，再利用声卡的DMA方式进行数据采集工作。利用LabWindows/CVI环境下，借助硬件驱动程序对声卡的采集频率，采样位数，缓冲区大小等分别进行控制，根据用户的需要调整波形显示，进行波形分析，从而构成功能强大的虚拟存储示波器.CoolEdit软件与外电路是通过声卡的连接,当外电路的开关关闭再打开,在CoolEdit软件的

7、界面会显示出电压与时间的关系图形.将图形剪切下来,与.mav的文件形式储存起来.MATLAB是数学软件,主要用于对图象的研究,精确度较高.　　2.实验设计方法设置声卡①打开声音高级控制.图5②选择录音属性，打开录音音量控制面板，将输入方式选成Line。③关闭不必要的声音特效，以免左右声道互相干扰。④课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的