實驗五RC一階電路響應(yīng)測試.doc

實驗五 RC一階電路響應(yīng)測試 一、實驗?zāi)康?、 測定RC一階電路的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)2、 學習電路時間常數(shù)的測定方法3、 掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念4、 進一步學會用示波器測繪圖形二、實驗儀器RXDI-1A電路原理與實驗箱、雙蹤示波器三、實驗原理1、 動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的過渡過程是十分短暫的單次變化過程，對時間常數(shù)的較大的電路，可用慢掃描長余輝示波器觀察光點移動的軌跡。然而能用一般的雙蹤示波器觀察過渡過程和測量有關(guān)的參數(shù)，必須使這種單次變化的過程重復出現(xiàn)。為此，我們利用信號發(fā)生器輸出的方波來模擬階躍激勵信號，即令方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵信號；方波下降沿作為零輸入響應(yīng)的負階躍激勵信號，只要選擇方波的重復周期遠大于電路的時間常數(shù)，電路在這樣的方波序列脈沖信號的激勵下，它的影響和直流電源接通與斷開的過渡過程是基本相同的。2、 RC一階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長，其變化的快慢決定于電路的時間常數(shù)。3、 時間常數(shù)的測定方法圖A所示電路0368tUC0+E12CKR（c）（b）OEt圖1（a）03680632根據(jù)一階微分方程的求解得到零輸入響應(yīng)的輸出函數(shù)為（選擇零輸入響應(yīng)的起始時刻為計時起點）:UC=Ee=E當t=時，Uo()=0.368E，此時所對應(yīng)的時間就等于。零狀態(tài)響應(yīng)波形的函數(shù)為（選擇零狀態(tài)響應(yīng)的起始時刻為計時起點）:UC=E（1e）=E（1）當t=時，Uo()=0.632E，此時所對應(yīng)的時間也是。4、 微分電路積分電路是RC一階電路中較為典型的電路，它對電路元件參數(shù)和輸入信號的周期有著特定的要求。一個簡單的RC串聯(lián)電路，方波序列脈沖的重復激勵下，當滿足=RCT/2條件時，如圖2（b）所示即構(gòu)成積分電路，因為此時電路的輸出信號電壓與輸入信號電壓的積分成正比。Ui圖2 四、實驗內(nèi)容及步驟實驗線路板的結(jié)構(gòu)如圖C所示，認清R、C元件的布局及其標稱值，各開關(guān)的通斷位置等。1、 選擇動態(tài)線路板R、C元件，令（1） R=10K, C=3300PF組成如圖D（X）所示的RC充放電電路，U為函數(shù)信號發(fā)生器輸出，取Um=3V，f=1KHz的方波電壓信號，并通過兩根同軸電纜，將激勵源Ui和響應(yīng)Uo的信號分別連至示波器的兩個輸入口YA和YB，這時可在示波器的屏幕上觀察到激勵與響應(yīng)的變化規(guī)律，求測時間常數(shù)，并描繪U及UC波形。少量改變電容值或電阻值，定性觀察對響應(yīng)的影響，記錄觀察到的現(xiàn)象。（2） 令R=10K C=001F，觀察并描繪響應(yīng)波形，繼續(xù)增大C之值，定性觀察對響應(yīng)的影響。2、 選擇動態(tài)板上R、C元件，組成如圖B（a）所示微分電路，令C=001F，R=1K。在同相的方波激勵信號（U=3V，f=1KHz）作用下，并記錄，當R增至1M時，輸入輸出波形有何本質(zhì)上的區(qū)別？五、思考題1、為什么在分別滿足=RCT/2時，且分別以電阻和電容為輸出端，一階電路可以稱為微分電路和積分電路？六、實驗報告要求1、根據(jù)實驗觀測結(jié)果，在方格紙上繪出RC一階電路R=10K, C=3300PF時U的變化曲線，由曲線測得值，并與參數(shù)值的