rc電路暫態(tài)過程實(shí)驗(yàn)報告

1、精品文檔實(shí)驗(yàn) 1.3RC 電路的暫態(tài)過程實(shí)驗(yàn) 1.3.1硬件實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1） 研究一階 RC 電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。（2） 學(xué)習(xí)用示波器觀察在方波激勵下，RC 電路參數(shù)對電路輸出波形的影響。2. 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求（1） 分別計算圖 1.3.1 1.3.3中，電容電壓在t =時的 uC ( )及電路時間常數(shù)的理論 值，填入表 1.3.1 1.3.4中。（ 2） 掌握微分電路和積分電路的條件。3. 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備序號名稱型號數(shù) 量1電路原理實(shí)驗(yàn)箱TPE DG1IBIT1臺2可跟蹤直流穩(wěn)壓電源SS33231臺3數(shù)字式萬用表VC9802A+1塊4雙通道函數(shù)發(fā)生器DG 10221臺

2、5數(shù)字示波器DS1052E1臺4. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求（1） 測繪 uC (t ) 的零輸入響應(yīng)曲線按圖 1.3.1rS連接電路，元件參數(shù)為 R = 10k r = 100 ， C = 3300F，U 由SS3323型直流S+R穩(wěn)壓電 源提供。USCuC注意：電容 C 為電解電容器，正、負(fù)極性不能接反（實(shí)驗(yàn)箱上各電解電容器的安裝極性均為上正圖 1.3.1下負(fù)），否則易造成電容損壞。閉合開關(guān) S，調(diào)整直流穩(wěn)壓電源的輸出幅度旋鈕，用萬用表直流電壓檔監(jiān)測電容器 C 上電壓 uC，使其初始值為 10 V 。打開開關(guān) S，電容 C 開始放電過程。在C 開始放電的同時，按表1.3.1給出的電壓用手表計時，將測

3、量的時間值記入表1.3.1。再將 uC ( )對應(yīng)的時間（此數(shù)值即為時間常數(shù)1 ）記入表1.3.2中。注意： a)用萬用表直流電壓檔測量uC，用手表計時。b) 因放電過程開始時較快，建議測量零輸入響應(yīng)的過程分幾次進(jìn)行計時。將電阻換為R = 5.6 k，C 不變，測量 uC ( )對應(yīng)的時間 2，記入表 1.3.2 。11歡迎下載精品文檔注：這組 電阻、電容參數(shù)只要求測量uC ( ) 一個點(diǎn)，不需要測量完整的曲線。表 1.3.1uC / V98765uC ( )321=3.68t / s0.030.070.118 0.160.220.3290.390.530.760449971（2） 測繪 uC

4、( t ) 的零狀態(tài)響應(yīng)曲線按圖 1.3.2連接電路，其中 R = 10 k，C = 3300 F，US = 10 V 。閉合開關(guān) S ，將電容器放電，使電容器兩端初始電壓為零。斷開 S 使電容器充電，按表 1.3.3 給出的電壓進(jìn)行計時，并將數(shù)據(jù)記入表1.3.3 中。再將 uC ( ) 對應(yīng)的時間 3 記入表 1.3.2中。uC /123Vt/ s0.037 0.074 0.119R+SU SCuC表 1.3.34 5 uC ( ) =6.320.160.230.33191R2S+C7890.390.530.768211 ruCUS2圖1.3.2圖 1.3.3（ 3） 測繪 uC ( t )

5、 的全響應(yīng)曲線按圖 1.3.3 連接電路，圖中電阻 R = 10 k ， r = 100 ，電容 C = 2200 F。電壓源US1 = 4 V ， US1、 US2 分別由直流穩(wěn)壓電源的兩路輸出提供。先將開關(guān) S 置于 “ 1”，調(diào)整直流穩(wěn)壓電源的輸出幅度旋鈕，用萬用表直流電壓檔監(jiān)測電容器C 上電壓 uC，使其初始值為10 V 。將 S 置于 “ 2”，按表 1.3.4給出的電壓進(jìn)行計時，并記入表1.3.4中。再將 uC ( 4 ) 對應(yīng)的時間 4 記入表 1.3.2中。22歡迎下載精品文檔表 1.3.4uC / V987uC ( ) =6.3254.4t / s0.061 0.135 0.

6、2290.3140.5920.895（ 4） 觀察在方波信號激勵下， RC 電路的時間常數(shù)對輸出波形的影響。a) 按圖 1.3.4 連接 RC 串聯(lián)電路，從電阻兩端取輸出電壓。b) 加入方波作為輸入信號i ，其頻率 f = 400 Hz 、幅度為 Uipp = 4 V 。u按表 1.3.5的要求，當(dāng)選取不同的電路參數(shù)時，用示波器的兩個通道CH1、 CH2 同時觀察、描繪ui 和 o 的波形（要求畫出其對應(yīng)關(guān)系） ，并記入表 1.3.5中。uc) 按圖 1.3.5 連接 RC 串聯(lián)電路，從電容兩端取輸出電壓，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b) 。注意： a)方波由 DG 1022型功率函數(shù)發(fā)生器的“功率輸出”端提

7、供。b) 測量時功率函數(shù)發(fā)生器、示波器和電路應(yīng)“共地”。表 1.3.5項(xiàng)目參 數(shù)電路及波形參 數(shù)電路及波形從電阻C從電容R電兩端兩端+路取輸出取輸出uiuouiCuo電壓電壓圖R圖圖 1.3.51.3.4uiiu輸方波方波f =f =入tt400HzO400HzOUipp =Uipp =4V4VR =R = 1k510C =C =0.22 F0.22F。33歡迎下載精品文檔輸R =R = 2k1kC =出=0.33 FC0.47FR =R = 10k1kC =C =0.33 F33F。44歡迎下載精品文檔5. 實(shí)驗(yàn)總結(jié)要求（1） 說明在圖 1.3.1電路中，電阻分別為10 k和 5.6 k時，

8、對零輸入響應(yīng)曲線和時間常數(shù)的影響。（2） 分析 RC 電路在方波激勵下，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)對輸出波形的影響，并由實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)積分電路、微分電路的條件。（ 1）改變 R的大小主要是改變 值來影響響應(yīng)曲線的，而對初始態(tài)的電壓的影響并不大。當(dāng)電阻由 10k 減小為 5.6k 后， 也隨之減小，響應(yīng)時間也減少，表現(xiàn)在曲線上則是曲線斜的率變大。（ 2） RC越大 ,Uc 越接近輸入波形 ,Ur 越趨于平緩。積分電路 := RC>>2T（T為方波的周期）微分電路 := RC<<2T（T為方波的周期）6. 問題小結(jié)在本次實(shí)驗(yàn)中，主要是要學(xué)會使用軟件 multisim 進(jìn)行電路仿真，并分析電路的暫態(tài)過程。實(shí)驗(yàn)整體來說沒有太大的難度，但在操作過程中也有許多需要注意的細(xì)節(jié)，比如，在接入示波器時需要注意是否將示波器正確接入了需要測量的結(jié)點(diǎn)，否則，顯示出的圖像會與理論不符。實(shí)驗(yàn)過程中我遇到的問題是，在顯示示波器的圖像時，發(fā)現(xiàn)無法點(diǎn)擊開始，顯示不出圖像，后來通過同學(xué)的幫助