RC串聯(lián)電路的方波響應(yīng)

1、RC串聯(lián)電路的方波響應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄浚寒?dāng)一列占空比為50%的方波輸入RC串聯(lián)電路時(shí)，會(huì)有什么樣的輸出波形？熟悉示波器和信號發(fā)生器的應(yīng)用；回顧電容的充放電過程，加深對電容性能的認(rèn)識。實(shí)驗(yàn)器材：數(shù)字信號發(fā)生器、數(shù)字示波器、電阻、電容、數(shù)字萬用表實(shí)驗(yàn)電路：圖一圖二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.選擇的電阻與電容值分別為：R=10KQ,C=4.7uF；2低通RC電路的研究：按照圖一所示連接電路，V1連接信號發(fā)生器，V2連接示波器；用信號發(fā)生器發(fā)出Vpp=10V,占空比為50%，頻率為1KHz的方波，觀察信號發(fā)生器的輸出信號；改變輸入波形的頻率，并記錄輸出波形及對應(yīng)頻率的輸出信號的Vpp;3.咼通RC電路的研究：按照圖二

2、所示連接電路，V1連接信號發(fā)生器，V2連接示波器；用信號發(fā)生器發(fā)出Vpp=10V，占空比為50%，頻率為1KHz的方波，觀察信號發(fā)生器的輸出信號；改變輸入波形的頻率，并記錄輸出波形及對應(yīng)頻率的輸出信號的Vpp;實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄及分析：低通RC電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:頻率1Hz10Hz20Hz60HzVpp(in)/v13.8612.2810.2Vpp(out)/v/10.4909.3106.530波形頻率/Hz3001K100K500KVpp(in)/v10.210.210.2Vpp(out)/v1.5800.5740.2300.120波形高通RC電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:頻率/Hz11001K1MVpp(in

3、)/v10.110.310.2Vpp(out)/v10.210.210.210.2輸入波形輸出波形分析:在兩個(gè)電路中，t=RC=0.047s,T=0.5*T=0.5*1/f,當(dāng)f=10.63Hz時(shí)，Ttww=一.低通電路當(dāng)f=1Hz時(shí)，因?yàn)閠f1OOHz時(shí)，tTw由于頻率的增高，輸出信號更加趨近于三角波；當(dāng)f100K時(shí)，因?yàn)轭l率太高，電容兩端電壓更加小，而且基本沒有規(guī)律。二高通電路f=1Hz時(shí)，tvvTw。當(dāng)方波電壓上升時(shí)，因?yàn)殡娙輧啥穗妷翰荒芡蛔?，所以輸入端的電壓瞬間加到電阻兩端，因此形成了類似于沖激信號的信號。當(dāng)電阻電壓上升后，因?yàn)門vvTw，電容迅速充電，電阻上的電壓迅速下降到0。當(dāng)方波

4、信號電壓下降，還是由于電容電壓不能突變，仍然保持最大值,所以電阻電壓變?yōu)榉聪蜃畲笾?，輸出?fù)的沖激信號。由于TvvTw，電容隨后又迅速放電，電阻兩端的電壓迅速回到0；f=10Hz時(shí)，tTw這個(gè)時(shí)候，電容擁有一定的時(shí)間進(jìn)行充放電，當(dāng)開始的時(shí)候,方波的電壓瞬間上升，電容不能瞬間改變，所以這時(shí)輸入電壓全瞬間加在電阻之上。隨后，由于TTw電容有了一定的充電時(shí)間，電容電壓緩慢上升，電阻上電壓緩慢下降，輸出信號，出現(xiàn)緩慢向下的斜坡。當(dāng)方波突然到了下降沿時(shí)，電容上有電壓，所以，電阻上的電壓應(yīng)該等于電容兩端電壓與輸入電壓之和取反，一下達(dá)到反向最大值，然后電容緩慢放電，電阻兩端電壓也漸漸增大增大，圖像緩慢上升；100Hzf10Hz,圖像與上圖相似，但更加趨近方波；f100Hz,TTw電容的充電速度非常慢，而輸入信號頻率很快，因電容基本來VV,不及充放電，電阻兩端的輸出信號與方波近似。實(shí)驗(yàn)感悟1,使用示波器時(shí)，要注意AC,DC檔的選擇；2，用萬用表測量電容值是應(yīng)該選取AM檔；3，除了以上實(shí)驗(yàn)，還驗(yàn)證了萬用表與信號發(fā)生器的內(nèi)阻無窮大隨便將1電阻,1電容，串聯(lián)的1電阻1電容并聯(lián)起來，輸入了Vpp=2V,f=lKHz的正弦信號，輸出端接上示波器，示波