一階動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)考試實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、一階動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)測試實(shí)驗(yàn)報(bào)告作者:日期:一階動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)測試實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.實(shí)驗(yàn)摘要1、研究RC電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。用示波器觀察響應(yīng)過程。電路參數(shù)：R=100K、C=10uF、Vi=5V2從響應(yīng)波形圖中測量時(shí)間常數(shù)和電容的充放電時(shí)間2實(shí)驗(yàn)儀器5V電源，100KQ電阻，10uF電容，示波器，導(dǎo)線若干2實(shí)驗(yàn)原理(1) RC電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)(i) 電路中某時(shí)刻的電感電流和電容電壓稱為該時(shí)刻的電路狀態(tài)。t=0時(shí)，電容電壓uc(0)稱為電路的初始狀態(tài)。(ii) 在沒有外加激勵(lì)時(shí)，僅由t=0零時(shí)刻的非零初始狀態(tài)引起的響應(yīng)稱為零輸入響應(yīng)，它取決于初始狀態(tài)和電路特性(通過時(shí)間常數(shù)t=RC

2、來體現(xiàn)),這種響應(yīng)時(shí)隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減的。(iii)在零初始狀態(tài)時(shí)僅由在t0時(shí)刻施加于電路的激勵(lì)引起的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)，它取決于外加激勵(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)律增長的。(iiii)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激勵(lì)信號(hào)，即利用方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵(lì)信號(hào)；利用方只要選擇方波的重復(fù)只要選擇方波的重復(fù)波的下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵(lì)信號(hào)周期遠(yuǎn)大于電路的時(shí)間常數(shù)T，那

3、么電路在這樣的方波序列脈沖信號(hào)一的激勵(lì)下，它的響應(yīng)就和直流電接通與斷開的過渡過程是基本相同的2時(shí)間常數(shù)t的測定方法：用示波器測量零輸入響應(yīng)的波形，根據(jù)一階微分方程的求解得知uc=Um*e-t/RC=Um*e-t/t，當(dāng)t=t時(shí)，即t為電容放電時(shí)間，Uc(t)=0.368Um。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0.632Um所對(duì)應(yīng)的時(shí)間測得，即電容充電的時(shí)間t.(2) 測量電容充放電時(shí)間的電路圖(Space(Spacejs,10uF二NRlOOkOhrr如圖所示，R=100,us=5V,c=10uF,單刀雙擲開關(guān)A.4實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)記錄(i)按如圖所示的電路圖在連接好電路，測量

4、電容C的兩端電壓變化，即一階動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)測試。(ii) 用示波器測量電容兩端的電壓，示波器的測量模式調(diào)整為追蹤。(iii) 打開電源開關(guān)，將開關(guān)和電壓源端相接觸，使電容充電，用示波器記錄電容充電時(shí)的電壓變化。(iiii)將開關(guān)和另一端相接觸，使電容放電，用示波器記錄電容放電時(shí)的電壓變化充電時(shí)波形圖R160LSTOP.Rol1Mode|AUTOifl-X5*e00sIifi-7_16emlJijB-X-4.7605；卜ii_8sBV=320U!AXi1,040s_t-y.r-;一y彳1ZAX96j.5皿=:!/au-tnj.ijifaY-aU/H坤ll!111:jIi!_1,.J11jI1冃它

5、i-r-IprdK2)工廉癥*當(dāng)剛2.00UTime1.906sfit+0.0OQ6eDKWTi1.000sSHf.D0O0S放電時(shí)波形圖RIQOLSTOPRol1|OUTO7I!i111-fl-Xv-3.040s1.S4U-4,240s1E41:.ii、I；AX-I.200s1ri/*833,3lnHkAV;3-04U1p114Vi|141jii:H：L.i:h|1I11l0111-1_1|1*1|_|_pii1TtyrrnI1_|_|11_11!1:|：2：iPrdK2)1J0啊厲2.00UTime1&sfitO.0006M北42.00UTimm1冷0歸k0806s：充電時(shí)：充電時(shí)間T=4.720s,時(shí)間常數(shù)t=1.080s放電時(shí)：放電時(shí)間T=3.920s,時(shí)間常數(shù)t=1.200s5.實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)測得在誤差范圍內(nèi)，充電時(shí)間T=4.720s，時(shí)間常數(shù)t=1.080s放電時(shí)間T=3.920s,時(shí)間常數(shù)t=1.200s(1) 電路連接好后方可打開電源，