RC一階電路的響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、RC 一階電路的響應(yīng)測(cè) .試實(shí)驗(yàn)報(bào)告八集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)化工作小組 # Q8QGGQT? GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#RC階電路的響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康?-測(cè)定RC 階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)2. 學(xué)習(xí)電路時(shí)間常數(shù)的測(cè)量方法3. 掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念4. 進(jìn)一步學(xué)會(huì)用示波巒觀測(cè)波形原理說明1.電電流iL (0嘯電容 在沒有外加鼓勵(lì)時(shí)，僅由 t=o零時(shí)刻的非零初始狀態(tài)引起實(shí)驗(yàn)電路-| RR/2C | IK扮孩時(shí)刻的電哪焼口 二 o時(shí)電感的初 余為電路的初女 亠始的響應(yīng)稱為零輸入響應(yīng) 稱為，它取決于初始狀態(tài)和電路特性(通過時(shí)間常數(shù) LRC來體現(xiàn)).這種響應(yīng)時(shí)隨時(shí)間 按指數(shù)

2、規(guī)律衰減的。在零初始狀態(tài)時(shí)僅由在t。時(shí)刻施加于電路的鼓勵(lì)引起的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)，它 取決于外加鼓勵(lì)和電路特性，這種響應(yīng)是由零開始隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)的。線性動(dòng)態(tài)電路的完全響應(yīng)為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)之和。含有耗能元件的線性動(dòng)態(tài)電路的完全響應(yīng)也可以為暫態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)之和，實(shí) 踐中認(rèn)為暫態(tài)響應(yīng)在t=5T時(shí)消失，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，在暫態(tài)還存在的這段時(shí)間就成為“過 渡過程。2. 動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的過渡過程是十分短暫的單次變化過程。要用普通示波器觀察過渡過程 和測(cè)量有關(guān)的參數(shù)，就必須使這種單次變化的過程重復(fù)出現(xiàn)。為此，我們利用信號(hào)發(fā)生 器輸出的方波來模擬階躍鼓勵(lì)信號(hào)，即利用方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍

3、 鼓勵(lì)信號(hào)；利用方波的下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍鼓勵(lì)信號(hào)。只要選擇方波的重復(fù) 周期遠(yuǎn)大于電路的時(shí)間常數(shù)那么電路在這樣的方波序列脈沖信號(hào)的鼓勵(lì)下，它的響 應(yīng)就和直流電接通與斷開的過渡過程是根本相同的。3. 時(shí)間常數(shù)工的測(cè)定方法：用示波器測(cè)量零輸入響應(yīng)的波形如圖 9-1 (b)所示。根據(jù)一階微分方程的求解得知 Uc二UnQRC二Ume。當(dāng)t二T時(shí)，Uc (T)二。此 時(shí)所 對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于T。亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增加到所對(duì)應(yīng)的時(shí)間測(cè)得，如圖 41 (C)所示。(b)葺輸入響應(yīng)(a) RC 一階電路&)零狀態(tài)響應(yīng)圖9-14. 微分電路和積分電路是 RC 階電路中較典型的電路.它對(duì)電路元件參數(shù)和輸入

4、 信號(hào)的周期有看特定的要求。一個(gè)簡(jiǎn)單的RC串聯(lián)電路，在方波序列脈沖的重復(fù)鼓勵(lì)下，當(dāng)滿足t=RC?|時(shí)(T為方波脈沖的重復(fù)周期)，且由 R兩端的電壓作為響應(yīng) 輸出，那么該電路就是一個(gè)微分電路。因?yàn)榇藭r(shí)電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的微 分成 正比。將 R 與 C 位置調(diào)換一下，由 C 兩端的電壓作為響應(yīng)輸出，且當(dāng)電路的參數(shù)滿足 T 二RC?p 那么該 RC 電路稱為積分電路。因?yàn)榇藭r(shí)電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓 的積分成正比。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1. (1)從電路板上選 R二10KQ, C = 3300pF (6800P)組成如圖9-1 (b)所示的RC充放電 電路。W為脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出的5二3V、

5、f二IKHz的方波電壓信號(hào)，并通過 兩根同 軸電纜線，將鼓勵(lì)源M和響應(yīng)Uc的信號(hào)分別連至示波器的兩個(gè)輸入口Ya和Yb。這時(shí)可在示波器的屏幕上觀察到鼓勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律，請(qǐng)測(cè)算出時(shí)間常數(shù)T,并 用方格紙按 1：1 的比例描繪波形。少量地改變電容值或電阻值，定性地觀察對(duì)響應(yīng)的影響，記錄觀察到的現(xiàn)象響應(yīng) Uc 的變化規(guī)律 鼓勵(lì)源 u 的變化規(guī)律(2)令R二10KQ, C = pF,觀察并描繪響應(yīng)的波形，繼續(xù)增大 C之值，定性地觀察對(duì) 響應(yīng) 的影響。C= pF C=1000pF2、選擇動(dòng)態(tài)板上R、C元件，組成如圖9-2 (a)所示微分電路，令C二疔，R二1KQ。在同樣的方波鼓勵(lì)信號(hào)(Um二3V, f二

6、IKHz)作用下，觀測(cè)并描繪鼓勵(lì)與響應(yīng)的波形。R=1K 時(shí)的響應(yīng)圖増減R的值，定性地觀察對(duì)響應(yīng)的影響，并作記錄。當(dāng)R增至1MQ時(shí)，輸入輸出波形有何本質(zhì)上的區(qū)別R=100 時(shí)R=1M 時(shí)1?根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所得的曲線計(jì)算 T值，并與參數(shù)值的計(jì)算結(jié)果作比擬，分析i吳差原 因。(1)計(jì)算T值。由于我們組用的電源是 UIF,所以從0增加到所用時(shí)間為T得到的位萱 利用圖 8 位苣測(cè)出時(shí)間常數(shù)測(cè)量得到T=ps,理論值為r=RC=|JS吳差，貝U可能由于儀器精確度問題，測(cè)量時(shí)存在i吳差，讀數(shù)時(shí)存在i吳差等(2) 測(cè)量結(jié)果與計(jì)算結(jié)果一樣，沒有誤差 如果存在 i 原 因。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果歸納、總結(jié)積分電路和微分電路的形成條件，說明波形變化特征(1) 條件：積分電路應(yīng)滿足條件T二RC?J仃為方波脈沖的重復(fù)周期)2微分電