电路与电子技术仿真与实践 实验1.6 RC暂态电路

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1、实验1.6RC暂态电路电路分析基础实验1.观察RC电路充放电过程，掌握时间常数的测量方法。一、实验目的1.观察图示电路的放电过程。求出时间常数τ。画出放电曲线。二、实验任务2.研究RC积分电路和微分电路的特点。RC充放电电路uo数控智能函数信号发生器、直流数显稳压电源、XD06电阻挂箱中十进制电阻箱、电容器组、慢扫描示波器或秒表。三、实验设备2.设计时间常数τ为3ms的RC积分电路和微分电路，用示波器完成在τ不变，而脉冲信号源周期不同时电路的输入、输出波形的记录。(周期T与时间常数τ之间关系分别为T=0.1τ、T=τ、T

2、=10τ)。四、实验原理与步骤在含有电感、电容储能元件的电路中，由于电路利用电容放电(或充电)过程进行的测量一阶RC暂态电路时间常数τ(=RC)的实验方法如下：方法一：记录放电(充电)开始到放电(充电)电压或电流下降(上升)为其初始值Uo(Io)时的0.368(0.632)所经历的时间即可得到时间常数τ。结构、参数或电源电压发生突变，在经历一定时间后达到新的稳态，这个过程称为过渡过程或暂态过程。方法二：测出放电电压的变化曲线u(t)，在u(t)曲线上选择两点(u1、t1)和(u2、t2)，这两点满足关系式u(t)=Uo,

3、因而得到τ=。RC串联，从电容端输出，当时间常数τ>>T，电路为积分电路。其输出uo≈。RC串联，从电阻端输出，当时间常数τ<<输入信号周期T，电路为微分电路。其输出uo≈RC，输出波形为尖脉冲，常用来获得定时触发信号。步骤:1.记录任务1图示电路的放电过程。求出时间常数τ。方法一操作：将直流稳压电源调至万用表示数为10V，接入RC充放电电路中，将示波器扫描速率旋钮置于慢扫描档、探棒联接至电路输出端，通过单刀双掷开关连通③和①,观察充电过程，当电容两端电压充电至10V后，将③与②接通，记录输出电容两端电压从10V下降到3

4、.68V时所经历的时间，即为时间常数τ。由于实验误差较大，所以需要采用多次测量取平均值的方法以减小误差。方法二操作：通过数控智能函数信号发生器送出方波作为输入信号，将示波器探棒连接至电路输出端，观察输出波形，在曲线上选择两点(u1、t1)和(u2、t2)，代入公式计算得到τ。2.通过数控智能函数信号发生器送出方波作为输入信号，完成τ=3ms的RC微分电路的联接。将示波器两个探棒CH1和CH2分别联接至电路输入、输出端。调节信号发生器的频率，使其分别为1kHz(T=τ=3ms)、10kHz(T=0.1τ=0.3ms)、10

5、0Hz(T=10τ=30ms)，分别记录输入、输出波形。每对输入、输出波形均画在一个坐标系上。CH1和CH2零电位扫描基线的位置和电压衰减旋钮位置均调为一致3.τ=3ms积分电路，步骤同2。2.设计τ为3ms的RC微分电路、积分电路，计算参数，写出实验的简要过程与步骤。五、实验报告要求1.完成给出的RC充放电实验电路图的放电波形和τ的记录，计算τ的理论值和实验值的误差。3.完成在脉冲信号源周期不同(T=0.1τ、T=τ、T=10τ)时微分和积分电路的输入、输出六对曲线记录，得出结论。完成思考题。六、注意事项在观察RC积分

6、电路和微分电路输入、输出六对曲线时，应将示波器两个通道的零电位扫描基线的位置和电压衰减旋钮位置分别调为一致。用方法一测量τ时，记录放电电压下降为其最大值的0.368倍时所经历的时间，可用秒表或慢扫描示波器读出，因为误差较大，所以需要采用多次测量取平均值的方法以减小误差。