一阶电路的暂态响应.doc

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1、DONGFANGCOLLEGE，FUJIANAGRICULTUREANDFORESTRYUNIVERSITY实验名称：一阶电路的暂态响应系别：计算机系年级专业：10级电子信息工程学号：1050302098姓　　名：曾喜德任课教师：杨立娟成绩：201年月日一、实验目的1.掌握一阶电路暂态响应的原理；2.观测一阶电路的时间常数τ对电路暂态过程的影响。二、实验原理说明含有L、C储能元件的电路通常用微分方程来描述，电路的阶数取决于微分方程的阶数。凡是用一阶微分方程描述的电路称为一阶电路。一阶电路由一个储能元件和电阻组成，有两种组合：RC电路和RL电路。图6-1和图6-2分

2、别描述了RC电路与RL电路的基本连接示意图。RUs（t）Uc（t）C图6-1RC电路连接示意图LUs（t）Ur（t）R图6-2RL电路连接示意图根据给定的初始条件和列写出的一阶微分方程以及激励信号，可以求得一阶电路的零输入响应和零状态响应。当系统的激励信号为阶跃函数时，其零状态电压响应一般可表示为下列两种形式：（t≥0）（t≥0）其中，τ为电路的时间常数。在RC电路中，τ=RC；在RL电路中，τ=L/R。零状态电流响应的形式与之相似。本实验研究的暂态响应主要是指系统的零状态电压响应。三、实验内容一阶电路的零状态响应，是系统在无初始储能或状态为零情况下，仅由外加激励

3、源引起的响应。为了使我们能够在仪器上看到稳定的波形，通常用周期性变化的方波信号作为电路的激励信号。此时电路的输出即可以看成是研究脉冲序列作用于一阶电路，也可看成是研究一阶电路的直流暂态特性。即用方波的前沿来代替单次接通的直流电源，用方波的后沿来代替单次断开的直流电源。方波的半个周期应大于被测一阶电路的时间常数的3-5倍；当方波的半个周期小于被测电路时间常数3-5倍时，情况则较为复杂。信号源：①J702置于“脉冲”，拨动开关K701选择“脉冲”；②按动S702按钮,使频率为2.5KHz，调节电位器W701使输出幅度为2V；1.一阶RC电路的观测实验电路连接图如图6-

4、3（a）所示。①连接P702与P901,P702与P101。(P101为毫伏表信号输入插孔)②连接P902与P904③将示波器连接在TP902上，观测输出波形④根据R、C计算出时间常数τ⑤根据实际观测到的波形计算出实测的时间常数τ⑥改变P902与P904间的连接，可改变为P902连P905、P903连P904、P903连P905（注：当连接点改在P903时，输出测量点应该在TP903）⑦重复上面的实验过程，将结果填入表6-1中表6-1一阶RC电路连接点R（kΩ）C（pF）τ=RC（μs）实测τ值测量点P902--P9041022002.2×10-52.1×10-5

5、TP902P903--P9051047004.7×10-54.6×10-5TP903P902--P9042022004.4×10-54.1×10-5TP902P903--P9052047009.4×10-59.2×10-5TP9032.一阶RL电路的观测实验电路连接图如图6-3（b）所示。信号源：频率和幅度保持不变。①连接P702与P906,P702与P101。(P101为毫伏表信号输入插孔)②连接P907与P908③将示波器连接在TP907上，观测输出波形④根据R、L计算出时间常数τ⑤根据实际观测到的波形计算出实测的时间常数τ⑥改变为P907连P909，重复上面

6、的实验过程，将结果填入表6-2中表6-2一阶RL电路连接点R（KΩ）L（mH）τ=L/R（μs）实测τ值测量点P907--P9081101×10-50.9×10-5TP907P907--P9090.47102.1×10-52.3×10-5TP907图6-3（b）RL一阶电路实验连接图图6-3（a）RC一阶电路实验连接图四、实验报告要求1.将实验测算出的时间常数分别填入表6-1与表6-2中，并与理论计算值进行比较。2.画出方波信号作用下RC电路、RL电路各状态下的响应电压的波形（绘图时注意波形的对称性）。五、实验设备1.双踪示波器1台2.信号与系统实验箱1台六，实验

7、总结通过这次试验让我掌握了一阶电路暂态响应的原理，让我更加直观的观测一阶电路的时间常数τ对电路暂态过程的影响。通过这次实验，让我知道了团队合作的强大，人多分工能提高团队工作效率。也让我知道了通过实验能更好的掌握课本所学到的知识。