一階電路的暫態(tài)響應(yīng).doc

一階電路的暫態(tài)響應(yīng) 指導(dǎo)老師：徐峰吉林大學(xué)通信工程學(xué)院 吉林 長春 130012摘要：輸出信號與輸入信號的微分成正比的電路稱為微分電路，輸出信號與輸入信號的積分成正比的電路稱為積分電路。積分和微分電路是利用電容的充電特性實現(xiàn)的，基本上由一個電容和一個電阻組成，積分和微分電路的特性由電阻和電容的特性決定（RC時間常數(shù)），時間常數(shù)越大，波形變化所需的時間越長。又=RC，再T、C一定時，我們可以通過改變R的值，來得到我們所需要的電路。本次實驗通過改變電阻R來使在微分電路中T/2=5.5，在積分電路中5/2T=，用示波器測出波形圖，并與用multisim模擬出的波形圖進行比較。關(guān)鍵詞:一階RC電路 微分電路 積分電路 時間常數(shù)Abstract：Output signal and the input signal is proportional to the differential circuit is called a differential circuit, the output signal and the input signal is proportional to the integral of the circuit is called an integrating circuit. Integral and differential circuit using the capacitor charging characteristics are achieved, basically consists of a capacitor and a resistor, integral and differential characteristics of the circuit by the resistance and capacitance characteristics of the decision (RC time constant), the greater time constant, the waveform change the longer the time required.And =RC,when the value of C 、T unchanged，we can change the value of R，to get circuit that we want. This experiment by changing the resistor R to make the differential circuit T / 2 = 5.5, the integrator circuit 5/2T = , measured with an oscilloscope waveform, and with the use multisim simulated waveform diagram for comparison.Key words:First-order RC dynamic circuit Differential circuit Integral circuit Time constant 0.引言：微分電路和積分電路是電容器充放電現(xiàn)象的一種應(yīng)用輸出電壓與輸入電壓成微分關(guān)系的電路為微分電路，通常由電容和電阻組成；輸出電壓與輸入電壓成積分關(guān)系的電路為積分電路，通常由電阻和電容組成。積分運算和微分運算互為逆運算，在自控系統(tǒng)中，常用積分電路和微分電路作為調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，廣泛用于計算機、自動控制和電子儀器中。 熟悉積分微分電路，對我們以后學(xué)習(xí)電路具有很重要的意義。1實驗原理RC微分電路取RC串聯(lián)電路中的電阻兩端為輸出端，并選擇適當(dāng)?shù)碾娐穮?shù)使時間常數(shù)tp的條件，則成為積分電路。由于這種電路電容器充放電進行得很慢，因此電阻R上的電壓ur(t)近似等于輸入電壓ui(t)，其輸出電壓uo(t)為： 上式表明，輸出電壓uo(t)與輸入電壓ui(t)近似地成積分關(guān)系,所以這種電路稱積分電路。2.實驗儀器 信號發(fā)生器EE1420型DDS 示波器GDS-1022 電阻箱 電容器3.實驗和結(jié)果1.微分電路電路圖 按上圖電路連接電路圖，原件參數(shù)如下：R=1818.2 C=10000pF f=500Hz Upp=2V 將示波器接在電源兩端，得波形圖：將示波器接在電阻兩端（微分電路的輸出信號）：將示波器接在電容兩端：（2）積分電路實驗電路圖：按上圖電路連接電路圖，原件參數(shù)如下：R=2500C=0.1F f=1kHz Upp=2V 將示波器接在電源兩端，得波形圖：將示波器接在電容兩端，得波形圖：講示波器接在電阻兩端，得波形圖：4.實驗分析 根據(jù)Multisim模擬的電路圖(1)微分電路電阻兩端電容兩端（2）積分電路電容兩端電阻兩端與實驗做出的波形圖有一定的差距，尤其是微分電路，沒有達(dá)到T/2=5.5的實驗?zāi)康?，存在著很大的誤差，下面進行誤差分析。5.誤差分析原理產(chǎn)生的誤差微分電路的時常數(shù)為T=RC，若輸入的方波的脈沖遠(yuǎn)小于電路的時常數(shù)T，則輸出的波形近似方波。當(dāng)方波通過高通率波器時，基波及低次諧波分量將受到衰減，從而產(chǎn)生平頂失真；而且RC越小失真越大，即波形越尖；反之波形失真小，波形教平坦。積分電路的時常數(shù)為T=RC，若輸入的方波脈沖寬遠(yuǎn)大于電路的時常數(shù)T，則輸出的波形近似方波；若方波的脈沖寬遠(yuǎn)小于電路時常數(shù)，則輸出的精度大大降低，波形接近三角形。當(dāng)方波通過低通濾波器時，高次諧波分量將受到衰減，因而輸出信號中只有低頻分量，因此輸出波形的前沿變傾斜；而且RC越大，前沿傾斜越大，即波形失真越大；反之波形失真越小，波形較接近方波。實驗器材引起的誤差 本實驗用到的信號源不屬于精密儀器，其在制造工藝和設(shè)計原理上可能存在不足，對實驗結(jié)果造成影響。如當(dāng)把信號源輸出電壓調(diào)至的1.00V時，表盤上的電壓示數(shù)在0.97V-1.18V之間波動。實驗中的電阻箱和電容箱較舊，在取值上存在誤差。導(dǎo)線等器件電阻值的影響。6.結(jié)論本次實驗基本完成了實驗?zāi)繕?biāo)，分析了積分電路與微分電路的原理，用示波器測出了波形圖，并用Multisim軟件模擬繪制了電路，并模擬出了理論波形圖。通過比較發(fā)現(xiàn)，微分電路實驗的波形圖與理論波形圖相差較大，存在在較大的誤差，在上文中從兩個方面進行了誤差分析。 參考文獻：1. 電路、信號與系統(tǒng)實