對(duì)上次提出問題的思考

1、對(duì)上次提出問題的思考對(duì)上次提出問題的思考1 1能不能加直流激勵(lì)用手動(dòng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)三種狀態(tài)能不能加直流激勵(lì)用手動(dòng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)三種狀態(tài)響應(yīng)波形的觀測(cè)？如果不行用什么樣的激勵(lì)信響應(yīng)波形的觀測(cè)？如果不行用什么樣的激勵(lì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)號(hào)實(shí)現(xiàn)2 2激勵(lì)信號(hào)的周期、電路的時(shí)間常數(shù)以及三種激勵(lì)信號(hào)的周期、電路的時(shí)間常數(shù)以及三種狀態(tài)響應(yīng)之間有什么樣的關(guān)系狀態(tài)響應(yīng)之間有什么樣的關(guān)系3 3激勵(lì)信號(hào)的周期與電路的時(shí)間常數(shù)之間滿足激勵(lì)信號(hào)的周期與電路的時(shí)間常數(shù)之間滿足什么樣的關(guān)系時(shí)可實(shí)現(xiàn)近似的積分和微分運(yùn)算什么樣的關(guān)系時(shí)可實(shí)現(xiàn)近似的積分和微分運(yùn)算國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教

2、 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 一一. .實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膰?guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 1 1、掌握示波器及函數(shù)發(fā)生器的正確使用、掌握示波器及函數(shù)發(fā)生器的正確使用2 2、掌握用示波器觀測(cè)一階電路階躍響應(yīng)的方法和、掌握用示波器觀測(cè)一階電路階躍響應(yīng)的方法和時(shí)間常數(shù)的測(cè)定方法時(shí)間常數(shù)的測(cè)定方法3 3、觀測(cè)二階、觀測(cè)二階RLC電路的過阻尼和欠阻尼響應(yīng)及其電路的過阻尼和欠阻尼響應(yīng)及其狀態(tài)軌跡狀態(tài)軌跡4 4、研究、研究RC微分電路和積分電路的特性微分電路和積分電路的特性二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1. 1. 一階電路的

3、概念一階電路的概念國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 用一階微分方程描述的電路用一階微分方程描述的電路RRCL三種響應(yīng)三種響應(yīng): :零狀態(tài)響應(yīng)、零輸入響應(yīng)、全響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)、零輸入響應(yīng)、全響應(yīng)國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng) 儲(chǔ)能元件的初始值為儲(chǔ)能元件的初始值為零，僅僅由輸入激勵(lì)引起零，僅僅由輸入激勵(lì)引起的響應(yīng)的響應(yīng) tCSutU1e 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù): :=RC1SR+-usic+-2C(0)t u

4、c(t)tus0.632us工程上當(dāng)工程上當(dāng)t5時(shí)可以時(shí)可以看成穩(wěn)態(tài)看成穩(wěn)態(tài)uc(t)國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)電路在無激勵(lì)情況下，電路在無激勵(lì)情況下，由儲(chǔ)能元件的初始狀態(tài)由儲(chǔ)能元件的初始狀態(tài)引起的響應(yīng)引起的響應(yīng) tCCutu0e (0)t uc(t)tus0.368us工程上當(dāng)工程上當(dāng)t5時(shí)可以時(shí)可以看成穩(wěn)態(tài)看成穩(wěn)態(tài)uc(t)1SR+-usic+-2C國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 全響應(yīng)

5、全響應(yīng)電路在輸入激勵(lì)和儲(chǔ)能元電路在輸入激勵(lì)和儲(chǔ)能元件的初始儲(chǔ)能共同作用下件的初始儲(chǔ)能共同作用下引起的響應(yīng)引起的響應(yīng) 00tCCCCutuueu(t) uc(t)tus全響應(yīng)全響應(yīng)5101SR+-usic+- -2Cuc(t)國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 幾種響應(yīng)及其波形的實(shí)驗(yàn)觀察幾種響應(yīng)及其波形的實(shí)驗(yàn)觀察用周期性的方波（低電用周期性的方波（低電平設(shè)為零電壓）代替開平設(shè)為零電壓）代替開關(guān)和直流激勵(lì)關(guān)和直流激勵(lì)uc(t)us(t)US /2t-US /21SR+-usic+- -2Cuc(t)us(t)us

6、t當(dāng)取當(dāng)取 T=10零輸入零輸入零狀態(tài)零狀態(tài)國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 幾種響應(yīng)及其波形的實(shí)驗(yàn)觀察幾種響應(yīng)及其波形的實(shí)驗(yàn)觀察用周期性的方波（低電用周期性的方波（低電平設(shè)為零電壓）代替開平設(shè)為零電壓）代替開關(guān)和直流激勵(lì)關(guān)和直流激勵(lì)uc(t)1SR+-usic+- -2Cuc(t)us(t)ust當(dāng)取當(dāng)取 T=2全響應(yīng)全響應(yīng)國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 RC微分電路微分電路當(dāng)當(dāng) （T為方波脈沖的重復(fù)周為方波脈沖的重

7、復(fù)周期），且由期），且由R端作為響應(yīng)輸出，就構(gòu)成了一個(gè)微端作為響應(yīng)輸出，就構(gòu)成了一個(gè)微分電路。分電路。+ +- -uiR+ +- -uOCRC(T / 2 ) 國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 RC積積分電路分電路當(dāng)當(dāng) （T為方波脈沖的重復(fù)周為方波脈沖的重復(fù)周期），且由期），且由R端作為響應(yīng)輸出，就構(gòu)成了一個(gè)微端作為響應(yīng)輸出，就構(gòu)成了一個(gè)微分電路。分電路。RC(T / 2 ) + +- -uiR+ +- -uOC直流偏移直流偏移波形對(duì)稱波形對(duì)稱直流分量的疊加直流分量的疊加國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科

8、電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 t 示波器雙蹤觀測(cè)波形示波器雙蹤觀測(cè)波形國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 雙蹤觀測(cè)方式雙蹤觀測(cè)方式垂直方式垂直方式t國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 串聯(lián)串聯(lián)RLC電路模型和數(shù)學(xué)模型電路模型和數(shù)學(xué)模型uCC +_R Lus+_22dd( )ddcccsuuLCRCuu tttt國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó)

9、 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 特征方程的解為：特征方程的解為：210LCpRCp其特征方程為：其特征方程為：21,2122RRpLLLC p1,2是特征方程的根，由電路的結(jié)構(gòu)和參是特征方程的根，由電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)確定，稱為電路的固有頻率。當(dāng)電路的數(shù)確定，稱為電路的固有頻率。當(dāng)電路的RLC之間的關(guān)系不同時(shí)，電路的固有頻率可能出現(xiàn)之間的關(guān)系不同時(shí)，電路的固有頻率可能出現(xiàn)三種情況：三種情況： 國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 a.a.當(dāng)當(dāng) 時(shí)，特征根是兩個(gè)不相等的負(fù)實(shí)數(shù)，時(shí)，特征根

10、是兩個(gè)不相等的負(fù)實(shí)數(shù)，響應(yīng)是非振蕩性的，稱為過阻尼情況響應(yīng)是非振蕩性的，稱為過阻尼情況b.b.當(dāng)當(dāng) 時(shí)，特征根是兩個(gè)相等的負(fù)實(shí)數(shù)，時(shí)，特征根是兩個(gè)相等的負(fù)實(shí)數(shù)，響應(yīng)處于臨界狀態(tài)，稱為臨界阻尼情況響應(yīng)處于臨界狀態(tài)，稱為臨界阻尼情況c.c.當(dāng)當(dāng) 時(shí)，特征根是兩個(gè)共軛復(fù)數(shù)，響應(yīng)時(shí)，特征根是兩個(gè)共軛復(fù)數(shù)，響應(yīng)是衰減振蕩性的，稱為欠阻尼情況是衰減振蕩性的，稱為欠阻尼情況L2CR2LRCL2CRt2221,201jj22dRRpLLLC 2RL 欠阻尼情況欠阻尼情況: :其中：其中：01LC 220d 衰減系數(shù)衰減系數(shù)諧振角頻率諧振角頻率衰減諧振角頻率衰減諧振角頻率衰減系數(shù)衰減系數(shù)和衰減諧振角頻率和衰減諧

11、振角頻率d d測(cè)試方法測(cè)試方法11ndttTn 12 (1)2ddnnftt 111lnmnmnUttU 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容tt國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 自選自選R、C參數(shù)，計(jì)算時(shí)間常數(shù)，參數(shù)，計(jì)算時(shí)間常數(shù)，用函數(shù)發(fā)生器輸出方波信號(hào)，用函數(shù)發(fā)生器輸出方波信號(hào)，Upp=4V。選擇合適頻率選擇合適頻率，用示，用示波器觀察響應(yīng)的波形。波器觀察響應(yīng)的波形。測(cè)出時(shí)測(cè)出時(shí)間常數(shù)間常數(shù)，繪出，繪出us(t)、uC(t)和和uR(t)的波形。的波形。只要測(cè)得只要測(cè)得：uC(t)= 0.632us時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間，

12、即為電路的時(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間，即為電路的時(shí)間常數(shù)。間常數(shù)。 RC函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器RC函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器示波器示波器tt國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 自選自選R、C參數(shù)，計(jì)算時(shí)間常數(shù)，用函數(shù)發(fā)生器參數(shù)，計(jì)算時(shí)間常數(shù)，用函數(shù)發(fā)生器輸出方波信號(hào)，輸出方波信號(hào)，Upp=4V。選擇合適頻率選擇合適頻率，用示波，用示波器觀察全響應(yīng)的波形。并在同一坐標(biāo)系下定量的器觀察全響應(yīng)的波形。并在同一坐標(biāo)系下定量的繪出繪出us(t)、uC(t) 的波形。的波形。國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家

13、 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 3. RC微分電路微分電路當(dāng)當(dāng) （T為方波脈沖的重復(fù)周為方波脈沖的重復(fù)周期），且由期），且由R端作為響應(yīng)輸出，就構(gòu)成了一個(gè)微端作為響應(yīng)輸出，就構(gòu)成了一個(gè)微分電路。分電路。+ +- -uiR+ +- -uOCRC(T / 2 ) 設(shè)定信號(hào)頻率和幅值設(shè)定信號(hào)頻率和幅值在示波器上觀察激勵(lì)在示波器上觀察激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律，與響應(yīng)的變化規(guī)律，并在同一坐標(biāo)中描繪激勵(lì)并在同一坐標(biāo)中描繪激勵(lì)與響應(yīng)的波形。與響應(yīng)的波形。 國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué) 示示 范范 中中 心心 當(dāng)當(dāng) （T為

14、方波脈沖的重復(fù)周為方波脈沖的重復(fù)周期），且由期），且由R端作為響應(yīng)輸出，就構(gòu)成了一個(gè)微端作為響應(yīng)輸出，就構(gòu)成了一個(gè)微分電路。分電路。RC(T / 2 ) + +- -uiR+ +- -uOC4. RC積分電路積分電路 設(shè)定信號(hào)頻率和幅值設(shè)定信號(hào)頻率和幅值在示波器上觀察激勵(lì)與在示波器上觀察激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律，響應(yīng)的變化規(guī)律，并在同一坐標(biāo)中描繪激勵(lì)與響并在同一坐標(biāo)中描繪激勵(lì)與響應(yīng)的波形。應(yīng)的波形。 調(diào)節(jié)信號(hào)源頻率調(diào)節(jié)信號(hào)源頻率f=500Hz5. 二階二階RLC電路的暫態(tài)響應(yīng)電路的暫態(tài)響應(yīng)（1 1）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)R至最大，至最大，觀測(cè)電容電壓過阻尼波形觀測(cè)電容電壓過阻尼波形（2 2）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)R至最小，至最小，觀測(cè)電容電壓欠阻尼波形觀測(cè)電容電壓欠阻尼波形根據(jù)該波形根據(jù)該波形測(cè)量衰減系數(shù)測(cè)量衰減系數(shù)和衰減諧振角頻率和衰減諧振角頻率d d四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求2、用坐標(biāo)紙定量描繪測(cè)試波形，正確標(biāo)明相應(yīng)、用坐標(biāo)紙定量描繪測(cè)試波形，正確標(biāo)明相應(yīng)坐標(biāo)。坐標(biāo)。3、根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)和波形，分析測(cè)試結(jié)果總結(jié)相、根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)和波形，分析測(cè)試結(jié)果總結(jié)相關(guān)內(nèi)容。關(guān)內(nèi)容。4、回答思考題。、回答思考題。國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)教學(xué)基地國(guó)國(guó) 家家 級(jí)級(jí) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 教教 學(xué)學(xué)