实验四一阶RC电路的响应及其应用

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1、实验四一阶RC电路的响应及其应用—、实验目的1.观察一阶RC路的零输入响应、零状态响应、全响应。2.掌握示波器的使用方法，学习用示波器测绘电路的输出波形及电路参数。3.了解微分电路、积分电路的特性。二、实验器材1.1台型号为RTDG-3A或RTDG-4B的电工技术实验台2.1块型号为RTDG-02的RC一阶电路实验板3.1台型号为SS-7802A的双踪示波器4.1台型号为RTZN01智能函数信号发半器三、实验内容1.用示波器观察一阶RC电路的响应，测定时间常数5—阶RC电路的响应是由于在电路里储

2、能元件电容器中储存的能暈不能突变引起的，当电容在充、放电时，电容电压将会按照指数规律变化。用示波器可以观察到电容电压的变化规律、并可测定时间常数。2.用示波器观察积分电路、微分电路的输出波形。四、实验原理+Uc示波器图3-2时间常数r的测定一阶RC电路的暂态过程，是电容器逐步储存或释放能屋的渐变过程。暂态过程是十分短暂的单次变化过程，为清晰地观察一阶电路的暂态响应，我们应用函数信号发牛器输出的矩形脉冲信号来模拟阶跃激励信号，即令函数信号发牛器输出矩形波的上升沿作为RC电路在零状态响应时的止阶跃激

3、励信号；矩形波的下降沿作为RC电路在零输入响应时的负阶跃激励信号，这样在示波器显示屏中将会出现稳定的一阶电路响应的波形，由此可以按照图3—2所示的方法，应用示波器测屋电路的时间常数，时间常数即为充电到Q点、（电容电压止好为0.632仏“）所花的时间no图3-1测定时间常数T的原理图图3・3AC积分电路(t=RC»Tp)图3・4AC微分电路(t=RC«Tp)五、实验过程1.观察一阶加电路的响应，测定时间常数了的操作过程(1)在电工实验台上放好一台编号为RTDG—04的实验挂箱。仔细观察实验挂箱上的

4、电路，如图3—5所示。电路图小左上方并联的四个元件与其它的电路元件为串联关系,111间位置的其余元件均为并联关系。激励100QOC

5、输出端与实验挂箱的信号输入端联接起來。(4)闭合双踪示波器的工作电源，调节显示屏下方的调节旋钮(辉度、字符显示、聚焦),在示波器的显示屏上调节出示波器的两个扫描光标，用示波器专用的同轴电缆线将实验挂箱屮的实验电路的输入、输出端分別接入示波器的采样输入通道1、采样输入通道2,然后调节信号发生器的输出幅度调节旋钮，调节信号发生器的输出电压幅值，用示波器监测。将示波器的Y轴哀减旋钮调至IV档，在示波器的显示屏上观测，使方波信号电压的幅值在显示屏的方格屮占3个方格，即为方波信号电压的幅值是3V。（5）在

6、实验电路板左上方串联的元件中选择电阻R=3（）kQ、在并联的元件中选择电容C=2400pF,分别闭合相应的开关将选中的人与C接入实验电路，调节示波器显示屏中输出信号的Y轴位移，使输出信号的坐标轴与输入信号的坐标轴相重合，在示波器显示屏中同时观察一阶电路的激励与响应（输入与输出）的波形，在表3—1中按照表中所给的时间间隔描绘出电路的响应（输出）波形。（6）在示波器的控制血板上按下测量功能选择按键AV-At-OFF,选择示波器的时间间隔测MAt功能，选择该功能时，在示波器显示屏上会出现两条垂直的测量

7、光标Hi、H2,同时在显示屏下方的字符显示中会出现字符。按下光标跟踪方式选择按键TCK/C2，使测量光标H】、出的顶端出现指示光点，这时转动示波器的多功能旋钮FUNCTION,显示屏中的两条测量光标将按照旋创转动的方向同时移动。将测量光标Hi移动到与输出信号Uc的起点位置相重合的地方（坐标轴的原点），再按动TCK/C2按键，选择出移动方式，（在出光标的顶端出现指示光点，H］光标的顶端没有指示光点），旋转FUNCTION旋钮，出光标将开始移动，而Hi光标不会移动。将出光标移动至输出电压最人值的0.

8、632倍（（）.632Ucm）处,这时在显示屏左下方显示的示波器时间间隔测量值X值即为一阶电路的时间常数r的数值，将测量结果记入表3—1中。表3—1时间常数r的测定参数值波形图RCT输入信号U输出信号Uc5Uc1111111__1L_—Tp—>T111111111111111111■AAd0hh6t0rS6t1.观察积分电路、微分电路输出波形的操作过程⑴调节电路参数，令一阶电路的时间常数厂>>方波作用时间Tp,本次实验屮，我们选择人=30kQ、C=0.1pF，闭合相应的开关，将选择的人、C元件