MultisimRC一阶电路的响应测试实验报告（实验满分，内含满分实验手写数据）.doc

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学生姓名休向凡学号XXX成绩系（院）别电气与机械工程学院专业电气工程及其自动化班级xxx课程名称大学电路分析实验实验日期2020年5月3日组别合作者实验室网络仿真实验台号指导教师xxx实验名称RC一阶电路的响应测试【实验目的】1.学习用示波器观察、分析和测量电路的方法。2.研究RC电路的零输入响应、零状态响应和全响应。3.研究RC电路在方波激励下的响应。【仪器设备】电脑、Multisim14.0仿真软件。-10- 【实验原理】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τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。1.一阶RC电路可以用一阶线性常微分方程描述的电路，称为一阶RC电路。一阶RC电路中只含有一个储能元件（电容或电感）。或者，电路中的多个储能元件可以等效为一个储能元件。2.零输入响应电路在无外施激励电源，仅由储能元件的初始储能所产生的响应，称为零输入响应。U（t）很小，且越来越小，可以近似为零。3.零状态响应电路在储能元件的初始储能为零的情况下，由外施电源激励所产生的响应，称为零状态响应4.全响应电路在外施电源激励和储能元件的初始储能共同作用下所产生的响应，称为全响应。τ=RC-10- 微分电路性质：输出信号与输入信号的微分成正比的电路。积分电路性质：输出信号与输入信号的积分成正比的电路。微分电路：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τ=RC<>T/2，取C两端电压作为响应输出，即为积分电路。微分电路变化规律：将方波变成尖脉冲将方波转成三角波功用。波形变换、放大电路失调电压的消除、反馈控制中得积分补偿等。积分电路变化规律：主要用于脉冲电路、模拟计算机和测量仪器中。-10- 【实验过程】在模拟平台上根据不同的RC电路的响应，来连出不同的电路图；再打开模拟平台上的示波器，根据不同的电路图来调节示波器的不同信道。如图：-10- -10- -10- -10- 【数据处理】-10- 【结果分析】根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变换的特征。微分电路形成条件：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τ=RC<>T/2，取C两端电压作为响应输出，即为积分电路.通过实验可知,RC电路中，当具备一定的条件时，可以改变电路中的输入波形。并且,在输入波形频率不变的前提下，R值或C值越小,输出波形三角波、脉冲越尖锐。相反的,R值或C值越大，输出波形（三角波、脉冲）越平坦.1.双波示波器的使用，在一个波形非常尖锐的情况下，可以在一个波形下单独观察。2.当双波的原点不在同一水平线上，可以调节在同一水平线上，便于观察。需要3.需要注意接地端对实验电路的影响。4.实验结果与预测相反，通过实验结果的错误，分析导致错误的原因，进而解决问题。-10- 【问题讨论】1.什么样的电信号可作为RC一阶电路零输入响应、零状态响应和完全响应的激励信号？答：阶跃信号可作为RC一阶电路的零输入响应激励源脉冲信号可作为RC一阶电路的零状态响应激励源正弦信号可作为RC一阶电路的全响应激励源。2.所谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？答：电路内含有电感电容等动态元件。-10-