實驗二零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng)

1、實驗二零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng)實驗二零輸入、零狀態(tài)及完全響應(yīng)一、實驗?zāi)康?(通過實驗，進一步了解系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的原理。2(掌握用簡單的R-C電路觀測零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的實驗方法。二、實驗設(shè)備1.信號與系統(tǒng)實驗(一)2(虛擬示波器三、實驗內(nèi)容1 (連接一個能觀測零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的電路圖(參考圖2-l)o 2(分別觀測該電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的動態(tài)曲線。四、 實驗原理1.零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的模擬電路如圖2, 1所示。R“ E = 15VOB圖2-1零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的電路圖2.圖2-1中的開關(guān)K2撥到

2、1處，則由回路可得 iR+Uc, E (1)dUc? i,C,則上式改為dtdUc (2) RC, U, Ecdt對上式取拉式變換得：15RCU(S)-RCU(0)+U(S), CCCSS, S, ,RCRC,11, -t-t, RCRC (3) U(t), 151, e, 5e, c,式(3)等號右方的笫二項為零輸入響應(yīng)，即由初始條件激勵下的輸出響應(yīng);第一 項為零狀態(tài)響圖2-2零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)曲線其中:？_零輸入響應(yīng)？-零狀態(tài)響應(yīng)？完全響應(yīng)應(yīng)，它描述了初始條 件為零(Uc(0)=0)時，電路在輸入E二15V作用下的輸出響應(yīng)，顯然它們之和為電路 的完全響應(yīng)，圖2-2所示的曲線表

3、示這三種的響應(yīng)過程。五、實驗步驟.零輸入響應(yīng)1將K1撥到2、K2撥到1,使+5V直流電源對電容C充電，待充電完畢后，將K2 撥到2,用示波器觀測Uc(t)的變化。(零狀態(tài)響應(yīng)2先將K2撥到2,使電容兩端的電壓放電完畢，將K1撥到1、K2撥到1,用示 波器觀測15V直流電壓向電容C的充電過程。3(完全響應(yīng)先將K2撥到2,使電容兩端電壓通過R-C回路放電，一直到零為止。然后將 K1撥到2、K2撥到1,使5V電源向電容充電，待充電完畢后，再將K1撥到1,使 15V電源向電容充電，用示波器觀測Uc(t)的完全響應(yīng)。六、實驗報告1(推導(dǎo)圖2-1所示R-C電路在下列兩種情況的電容兩端電壓Uc(t)的表達式。1) Uc(O)=O,輸入 U, 15Vo i2) Uc (0)=5V,輸入 U, 15Vo i2(根據(jù)實驗，分別畫出該電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的曲線。七、實驗思考題1 (系統(tǒng)零輸入響應(yīng)的穩(wěn)定性與零