RC一階電路的響應(yīng)測試實驗報告

1、RC 一階電路的響應(yīng)測 .試實驗報告八集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)化工作小組 # Q8QGGQT? GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#RC階電路的響應(yīng)測試實驗?zāi)康?-測定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)電路時間常數(shù)的測量方法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)會用示波巒觀測波形原理說明1.電電流iL (0嘯電容 在沒有外加鼓勵時，僅由 t=o零時刻的非零初始狀態(tài)引起實驗電路-| RR/2C | IK扮孩時刻的電哪焼口 二 o時電感的初 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(通過時間常數(shù) LRC來體現(xiàn)).這種響應(yīng)時隨時間 按指數(shù)

2、規(guī)律衰減的。在零初始狀態(tài)時僅由在t。時刻施加于電路的鼓勵引起的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)，它 取決于外加鼓勵和電路特性，這種響應(yīng)是由零開始隨時間按指數(shù)規(guī)律增長的。線性動態(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 踐中認(rèn)為暫態(tài)響應(yīng)在t=5T時消失，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，在暫態(tài)還存在的這段時間就成為“過 渡過程。2. 動態(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，我們利用信號發(fā)生 器輸出的方波來模擬階躍鼓勵信號，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、 鼓勵信號；利用方波的下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍鼓勵信號。只要選擇方波的重復(fù) 周期遠(yuǎn)大于電路的時間常數(shù)那么電路在這樣的方波序列脈沖信號的鼓勵下，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. 時間常數(shù)工的測定方法：用示波器測量零輸入響應(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，Uc (T)二。此 時所 對應(yīng)的時間就等于T。亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增加到所對應(yīng)的時間測得，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.它對電路元件參數(shù)和輸入

4、 信號的周期有看特定的要求。一個簡單的RC串聯(lián)電路，在方波序列脈沖的重復(fù)鼓勵下，當(dāng)滿足t=RC?|時(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微分電路。因為此時電路的輸出信號電壓與輸入信號電壓的微 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。實驗數(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為脈沖信號發(fā)生器輸出的5二3V、

5、f二IKHz的方波電壓信號，并通過 兩根同 軸電纜線，將鼓勵源M和響應(yīng)Uc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鼓勵與響應(yīng)的變化規(guī)律，請測算出時間常數(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 響應(yīng) 的影響。C= pF C=1000pF2、選擇動態(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。在同樣的方波鼓勵信號(Um二3V, f二

6、IKHz)作用下，觀測并描繪鼓勵與響應(yīng)的波形。R=1K 時的響應(yīng)圖増減R的值，定性地觀察對響應(yīng)的影響，并作記錄。當(dāng)R增至1MQ時，輸入輸出波形有何本質(zhì)上的區(qū)別R=100 時R=1M 時1?根據(jù)實驗結(jié)果，所得的曲線計算 T值，并與參數(shù)值的計算結(jié)果作比擬，分析i吳差原 因。(1)計算T值。由于我們組用的電源是 UIF,所以從0增加到所用時間為T得到的位萱 利用圖 8 位苣測出時間常數(shù)測量得到T=ps,理論值為r=RC=|JS吳差，貝U可能由于儀器精確度問題，測量時存在i吳差，讀數(shù)時存在i吳差等(2) 測量結(jié)果與計算結(jié)果一樣，沒有誤差 如果存在 i 原 因。2、根據(jù)實驗觀測結(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