10.11.1電路分析C實驗五、一階設(shè)計實驗

1、設(shè)計性實驗報告要求：(1).實驗?zāi)康?2).設(shè)計要求(3).電路設(shè)計敘述工作原理，畫出電路圖，計算并確定元件參數(shù)。(4).測試數(shù)據(jù)及分析 簡述調(diào)試方式。 記錄測試數(shù)據(jù)，并繪出所觀察到的輸出波形圖。 分析實驗結(jié)果，得出相應(yīng)結(jié)論。 (5) 調(diào)試過程中所遇到的問題及解決方法。設(shè)計性實驗一一階網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)特性的研究 實驗?zāi)康难芯恳浑ARC電路的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的基本規(guī)律和特點。理解時間常數(shù)對響應(yīng)波形的影響。掌握有關(guān)積分電路和微分電路的概念。設(shè)計任務(wù)1、設(shè)計一個RC充放電路2、設(shè)計一個積分電路3、設(shè)計一個微分電路1、設(shè)計一個RC充放電路輸入信號為恒定電壓Us= 5V時間常數(shù)在0.4s-1s之間2、設(shè)計一

2、個積分、微分電路設(shè)計一個由Upp=6v,f=1kHz方波信號激勵的積分、微分電路 .要求積分電路的時間常數(shù) 10T要求微電路的時間常數(shù) T/10 設(shè)計條件 C R10T mS設(shè)計條件 C RT/10 mS 設(shè)計條件 C R在0.4s-1s 之間輸入信號為恒定電壓Us= 5V時間常數(shù)在0.4s-1s之間用示波器觀察電容電壓Uc變化規(guī)律，分別記錄零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的波形。注:選擇一組參數(shù)1、設(shè)計一個RC充放電路一階RC電路圖當(dāng)t=0時，開關(guān)K打向1位置，此時為一階RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)，即RC充電電路 。 在充電的過程中，電容電壓uC隨時間按指數(shù)規(guī)律上升，上升的速度取決于電路中的時間常數(shù)，即R或

3、C的參數(shù)越大，時間常數(shù)也越大，電容充電的時間也越長，當(dāng)t=5時，uC=0.993uS，一般認為已上升到5V的值。當(dāng)開關(guān)K由1位置打向2位置，此時為一階RC電路的零輸入響應(yīng)，即RC放電電路 。 在放電的過程中，電容電壓初始值為u0=5V，電容電壓隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減，衰減的速度取決于電路中的時間常數(shù)，即R或C的參數(shù)越大，時間常數(shù)也越大，電容放電的時間也越長，當(dāng)t=5時，uC=0.007u0，一般認為電容電壓u0已衰減到0。注意事項用示波器觀察響應(yīng)時，應(yīng)注意以下幾點：1、在使用CH1/2通道時，正確的選擇耦合模式 ，這時應(yīng)將它選擇在直流耦合模式 。2 、正確的選擇垂直刻度：電壓的量程擋要合適。3

4、、正確的選擇水平刻度 ：掃描時間要選取適當(dāng)，掃描位置應(yīng)置于S檔，當(dāng)掃描亮點開始在熒光屏右端出現(xiàn)時，立即改變開關(guān)K的位置，以便觀察完整的響應(yīng)掃描波形。以滾動模式顯示波形 （在示波器的水平設(shè)置菜單中調(diào)出滾動模式）。2、設(shè)計一個微分電路設(shè)計一個由Upp=6v,f=1kHz方波信號激勵的微分電路,要求微電路的時間常數(shù) (T為方波信號的周期)分別記錄U(t)、UR(t)的波形。當(dāng)f和C保持不變，改變R 注:(選擇二組不同的R值)微分電路實驗圖微分電路輸入、輸出波形 (1)在t=0時，因電容上電壓不能突變（來不及充電，相當(dāng)于短路，uC0），輸入電壓us全降在電阻R上，即uR6V。隨后（t0），電容C的電壓

5、按指數(shù)規(guī)律快速充電上升，輸出電壓隨之按指數(shù)規(guī)律下降（因uRusuC），經(jīng)過大約3（RC）時，uC=6V，uR=0，的值愈小，此過程愈快，輸出正脈沖愈窄。（2）t=T/2時，uS由6V0,相當(dāng)于輸入端被短路，電容開始按指數(shù)規(guī)律經(jīng)電阻R放電，剛開始，電容C來不及放電，它的左端（正電）接地 ，所以uR6V，之后uO隨電容的放電也按指數(shù)規(guī)律減小，同樣經(jīng)過大約3后，放電完畢，輸出一個負脈沖。3、設(shè)計一個積分電路設(shè)計一個由Upp=6v,f=1khz方波信號激勵的積分電路,要求積分電路的時間常數(shù) (T為方波信號的周期)分別記錄U(t)、Uc(t)的波形當(dāng)f和C保持不變，改變R 注:（選擇二組不同的R值)積分

6、電路實驗圖積分電路輸入、輸出波形 t=0, uS由06V，因電容上電壓不能突變，uC00 tT/2，電容開始充電，uC按指數(shù)規(guī)律上升，由于10T，電容充電非常緩慢，uC上升很小，uCuR。3）t=T/2時，uS由60，相當(dāng)于輸入端被短路，電容R緩慢放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降。在方波到來期間，電容只是緩慢充電，u0還未上升到6V時，方波就消失，電容開始放電，而且越大，鋸齒波越接近三角波。輸出波形是對輸入波形積分運算的結(jié)果。注意事項1、在觀察uS（t ）和uc（t）的波形時，由于兩者幅度相差較大，因此要注意調(diào)節(jié)垂直刻度的量限。2、信號源的“地線”要和示波器的“地線”接在一起。3、可使用示波器的儲存或

7、調(diào)出功能 ，將二組不同的參數(shù)結(jié)果儲存，以便觀察、對比、分析。實驗儀器直流穩(wěn)壓電源數(shù)字示波器數(shù)字萬用表實驗箱注意：在電路未連接完成或未檢查前，不要通電。實驗結(jié)束時,請將與實驗板的連線拆除,但不要拆除連接儀器上的連線！請將實驗臺桌收拾好，老師檢查后，方可離開。RC充放電路元件選取范圍 電容:10uF 47uF 100uF 2.2uF 4.7uF112 號 10uF 47uF 2.2uF1326號 100uF 4.7uF 10uF2738號 47uF 2.2uF 100uF先選定C，再選擇1組R值微分電路元件選取范圍電容: 0.1uF 0.01uF 0.022uF112 號 0.1uF1326號 0.01uF2738號 0.022uF保持f和C不變，改變R,選擇二組不同的R值積分電路元件選取范圍 電容:10uF 47uF 10