二阶动态电路的响应测试.docx

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1、HUNANUNIVERSITY电路实验报告学生姓名雷锋学生学号qq:专业班级计科1403指导老师汪原2015年12月03日一.实验题目：二阶动态电路的响应测试；二.实验内容：1在面板板上搭接RLC串联电路2、研究RLC串联电路的零状态响应和零输入响应。电路参数：电位器R=10K、C=0.1uF、L=20mH、电源电压Vpp=3V方波。3、用示波器观测输出Uc（t）、输入Ui（t）的波形，记录过阻尼、欠阻尼和临界阻尼波形三.实验摘要：1.了解二阶动态电路；2.再次熟悉示波器的使用，学会示波器的基本操作和从示波器中获取

2、信息；3.观察二阶动态电路的响应测试在过阻尼、欠阻尼和临界阻尼的波形；四.实验环境：本次实验用到的仪器和元件分别是：1.示波器，型号为DPO2012B;2.函数信号发生器，型号为DG1022U；3.面包板一块，导线若干；4.10kΩ的电位器1个，0.1uF电容一个，20mH电感一个；五.实验原理：RLC串联电路的零输入响应与零状态响应都与微分方程的系数有关，即与元件参数有关。定义衰减系数（阻尼系数）α=R/2L，谐振角频率：w=1/√LC；根据特征根形式的不同，响应分为阻尼、临界阻尼、欠阻尼三种情况。在图13－1所

3、示R、L、C电路中，UC（0）＝0，在t＝0时开关S闭合，电压方程为：这是一个二阶常系数非齐次微分方程，该电路称为二阶电路，电源电压U为激励信号，电容两端电压ｕC为响应信号。根据微分方程理论，UC包含两个分量：暂态分量和稳态分量，即,具体解与电路参数R、L、C有关。当满足时：其中，衰减系数，衰减时间常数，振荡频率，振荡周期。变化曲线如图13－2（ａ）所示，ｕC的变化处在衰减振荡状态，由于电阻R比较小，又称为欠阻尼状态。当满足时，ｕC的变化处在过阻尼状态，由于电阻R比较大，电路中的能量被电阻很快消耗掉，ｕC无法振荡，

4、变化曲线如图13－2（ｂ）所示。当满足时，ｕC的变化处在临界阻尼状态，变化曲线如图13－2（ｃ）所示。实验电路：六.实验步骤和数据记录：实验步骤：1.选择实验所需器材和元件，按实验电路和实验要求搭接好电路。2.用信号发生器充当电源，示波器的通道一接输入信号，通道二接输出信号，通过调节电位计R1调节输出方波，出现欠阻尼状态、临界阻尼状态、过阻尼状态的时候，移动光标，记录数据，保存波形。数据记录：欠阻尼波形：Um1=3.84V，Um2=3.04V，周期T=86μs，R=142.96Ω，故阻尼系数α=lnUm1Um2T=

5、2716.45Ω，理论计算值α=R2L=3574.1Ω临界阻尼状态波形：R=912.5Ω.理论值=894.43Ω。过阻尼状态波形：R=1021.6Ω。此时电阻=632.46Ω，无法振荡.七.实验结果分析误差稍微有点大，但还在可接受范围内图像测量时有点问题，所以结果显示有些不符合。八.实验总结：1.通过这次实验，我对二阶动态电路有了了解;2.这一次的实验电路简单，不过保存的波形和读取的数据较多，而且电器元件的选择也要刚好配套，所以很容易失败，不过慢慢地就熟悉了，一切都好，按照数格子读数虽然比光标麻烦一些，但这个是最基

6、础的，我们应该好好学习;3.更熟悉示波器的操作了；