深圳大学电路分析基础资料实验四rc一阶电路响应测试

《深圳大学电路分析基础资料实验四rc一阶电路响应测试》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、得分教师签名批改日期深圳大学实验报告课程名称：电路分析基础实验名称：实验四RC—阶电路响应测试学院：光电工程学院专业：测控技术与仪器班级：一班序号：88指导教师报告人:学号实验地点：金工坊203实验时间：2012年12月20日星期酉一、实验目的1、学会使用示波器观测波形。2、测定RC—阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。3、学习电路时间常数的测量方法。4、掌握有关微分电路和积分电路的概念。二、实验原理1、动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器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

2、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，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。ROI>—(a)cIIUiUrriUiC十UcIJ1(b)(c)图4-12、图4-1(a)所示的RC一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吋间常数t。3、时间常数t的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如图4-1(b)所示。

3、根据一阶微分方程的求解得知：uc=Ume-,/RC=Ume~,/T当电压血二0.36辺”时，所对应的时间就等于to亦可用零状态响应波形,如图4・l(c)所示。当血增加到0.6325时，所对应的时间为t。4、微分电路和积分电路是RC一阶电路屮较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，当电路的参数满足：T=RC«T/2时(T为方波的周期)，且由R两端的电压g作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。如图4-2Q)所示。利用微分电

4、路可以将方波转变成尖脉冲。R(a)微分电路(b)积分电路图4・2若将图4—2(a)中的R与C位置调换一下，如图4—2(b)所示，由C两端的电压作为响应输出，且当电路的参数满足：T=RC»T/2HJ-,且由C两端的电压比作为响应输出，则该RC电路称为积分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波转变成三角波。微分电路和积分电路的输入、输出关系如图4一3所示。从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程屮仔细观察和记录。U£T't图4・3三、实验仪器1、电路原理实验箱2、双踪示波器3、万用

5、表四、实验内容和步骤实验线路板的器件组件，如图4・4所示，请认清R、C元件的布局及其标称值，认清各开关的通断位置等。1OK内容1、示波器、函数电源的使用(1)分别用示波器观察函数电源输出的正弦波、方波和三角波。体会函数电源及示波器各旋钮的用途。(2)分别用示波器测量正弦波、方波和三角波的周期和频率，并与函数电源显示的频率比较。(3)将函数电源输出信号的频率调至100Hz,分别用示波器测量正弦波、方波和三角波的峰一峰值，将其调至2伏。用交流电压表测量这些信号的有效值并与理论值比较。测量结果记入表1。U=、丄f'u2(t)dt(有效值计算公式：VTJ

6、o)内容2、时间常数I的测定从电路板上选R=10kQ,C=3300pF,组成如图4・l(a)所示的RC充、放电电路。w为函数信号发生器输出的=6V、AlkHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源W和响应uc的信号分别连至示波器的两个输入口Ya和Yb。这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，测算时问常数丫，并记录波形。内容3、积分电路令R=10kQ,C=0.01uF,组成如图4・2(b)所示的枳分电路。在方波激励信号(Um=6V,f=lkHz)作用下，观察并描绘响应uc的波形，继续增大C之值，观察C值改变(即丫增大)对响应比的影

7、响，并做记录。内容4、微分电路令R=lkQ,C=0.01uF,组成如图4・2(a)所示的微分电路。在同样的方波激励信号(Um=6V,f=lkHz)作用下，观测并描绘激励Ui与响应Ur的波形。增、减R之值，观察t的变化对响应g的影响，并作记录。当R增至1MQ时，输入输出波形有何本质上的区别？PS：注意事项1.示波器两个输入通道CH1和CH2探头的公共端必须联在同一点上。在本实验各步骤中，CHI、CH2探头公共端均应与函数电源的接地端(黑端)相连。2.切记函数电源的各输出端不可短接，更不可将其直接联到其它交流或直流电源上。3.先将函数电源的输出调到零

8、，待电路接好检查无误后，再将函数电源的输出调至所需数值。4.示波器旋钮较易损坏，使用时应轻轻旋动。可将示波器的探头打到XI位置测量。五、