一階RC電路的暫態(tài)響應(yīng)

1、專業(yè)：電子信息技術(shù)及儀器姓名：_黃云焜_學(xué)號(hào)： 3100100407_日期：_2012.3.6_ _ 地點(diǎn)：_東三208_ 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：_電路原理實(shí)驗(yàn)_指導(dǎo)老師：_ 熊素銘_成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱：_一階RC電路的暫態(tài)響應(yīng)_實(shí)驗(yàn)類型：_同組學(xué)生姓名：_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉一階RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)、零輸入響應(yīng)和全響應(yīng)。2、研究一階電路在階躍激勵(lì)和方波激勵(lì)情況下，響應(yīng)的基本規(guī)律和特點(diǎn)。3、掌握積分電路和微分電路的基本概念。4、研究一階動(dòng)態(tài)電路

2、階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)的關(guān)系。5、從響應(yīng)曲線中求出RC電路時(shí)間常數(shù) 。二、實(shí)驗(yàn)原理1. 電路的過(guò)渡過(guò)程2. 一階RC 電路的零輸入響應(yīng): 激勵(lì)（電源）為零，由初始儲(chǔ)能引起的響應(yīng)(放電過(guò)程)1) 求RC電路時(shí)間常數(shù)3. 一階RC 電路的零狀態(tài)響應(yīng): 儲(chǔ)能元件初始能量為零，在激勵(lì)（電源）作用下產(chǎn)生的響應(yīng)。1) 求RC電路時(shí)間常數(shù)4. 一階RC 電路的全響應(yīng): 非零起始狀態(tài)的電路受到外加激勵(lì)所引起的響應(yīng)。5. 一階RC 電路的方波響應(yīng): 從本質(zhì)上看，方波是以相同的時(shí)間間隔，不停開(kāi)關(guān)的電壓（或者不斷為高低值）。6. 微分電路和積分電路1) 微分電路裝 訂 線:如圖(1)RC電路，當(dāng)輸出電壓取自電阻兩端時(shí)，

3、對(duì)于高頻信號(hào)，可用作耦合電路，而對(duì)于低頻信號(hào)則可實(shí)現(xiàn)微分運(yùn)算。2) 積分電路:如圖(2)RC電路，當(dāng)輸出電壓取自電容兩端時(shí)，對(duì)于高頻信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算。 圖（1） 圖（2）7. 沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)及其關(guān)系：階躍響應(yīng)是階躍函數(shù)激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)；沖激響應(yīng)是沖激函數(shù)激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)；沖激響應(yīng)是階躍響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)；三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)記錄分析1. 利用DG08動(dòng)態(tài)電路板上的R、C元件組成RC充、放電電路，在示波器上觀察零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)曲線，測(cè)取電路時(shí)間常數(shù) (與理論值比較)。 1) 觀察的曲線圖如下 零輸入響應(yīng)曲線 零狀態(tài)響應(yīng)曲線 全響應(yīng)曲線2) 計(jì)算電路時(shí)間常數(shù) 2. 選擇合適的R、C

4、值組成微分電路和積分電路，接入方波電壓信號(hào)源，在示波器上觀察比較輸入、輸出波形；比較改變時(shí)間常數(shù)后波形的變化情況。信號(hào)源電壓US = 3V , 頻率 f= 1000Hz (保持不變)。注：CH1為輸出端；CH2為輸入端；CH2-CH1為另外一個(gè)輸出端1) 微分電路 T >> ； R = 1 k； C =0.1 F CH1 微分電路圖 CH2 CH2-CH12) T = ； R = 10 k； C =0. 1 F CH1 CH2 CH2-CH1 積分電路圖3) 積分電路 T << ； R = 10 k； C =1 F CH1 CH2 CH2-CH13) 由以上三種情況的比較可知： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告（仿真部分）一、仿真內(nèi)容 ：1. 記錄一階RC電路充放電時(shí)電容電壓和電流的變化曲線，由曲線測(cè)得時(shí)間常數(shù)，并與理論值比較。2. 記錄積分電路和微分電路輸入和輸出波形；記錄 =0.1T、 =T 和 =10T、三種情況下的波形。二、仿真記錄：1. 設(shè)計(jì)如下圖的電路，進(jìn)行仿真：所得曲線圖如下： 零輸入響應(yīng) 零狀態(tài)響應(yīng) 全響應(yīng)并用原理中的方法來(lái)計(jì)算，得到的時(shí)間常數(shù)=1.00，與理論值相符。2. 積分電路和微分電路輸入和輸出波形如下：第一種情況： =0.1T；電路圖如下：相應(yīng)輸入輸出圖形如下： Us UC UR第二