實(shí)驗(yàn)五RC電路的時(shí)域分析

實(shí)驗(yàn)五、RC電路的時(shí)域分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯縍C電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。學(xué)習(xí)使用示波器觀察和分析RC一階電路的響應(yīng)，掌握從波形圖中求時(shí)間常數(shù)的方法。觀察和分析RC微分、積分電路對(duì)方波信號(hào)的作用。二、 實(shí)驗(yàn)原理含有動(dòng)態(tài)元件的電路，其電路方程為微分方程。當(dāng)動(dòng)態(tài)電路的結(jié)構(gòu)或參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電路的狀態(tài)將由原來(lái)的穩(wěn)態(tài)向新的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變，這一過(guò)程稱為暫態(tài)過(guò)程。用一階微分方程描述的電路，為一階電路。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)（使用Multisim仿真軟件做）。s實(shí)驗(yàn)電路如圖5.1所示。s1 rtRi\ 10kQ2-=^UsC1100nF-=F15C1100nFGND^GND圖5.1RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路圖5.2RC圖5.2RC電路的充、放電曲線首先將開(kāi)關(guān)S置于地端使電路處于零狀態(tài)，在t=0時(shí)刻由地扳向電源正極,電路對(duì)Us的響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)，即：u二U-Ue-rc，這一狀態(tài)為電容充電的CSS過(guò)程，充電曲線如圖5.2(a)所示。若首先將開(kāi)關(guān)S置于Us使電路處于穩(wěn)態(tài)，在t=0時(shí)刻由Us扳向地端，電路為零輸入響應(yīng)，即:u二Ue-rc，這一狀態(tài)為電容放電的過(guò)程，放電曲線如圖5.2CS(b)所示。RC一階電路的全響應(yīng)(使用Multisim仿真軟件做)。實(shí)驗(yàn)電路如圖5.3所示。sUs215V--R1-sUs215V--R1-10kQC1100nFGNDXGND圖5.3RC電路的全響應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路開(kāi)關(guān)S置于Usl使電路處于穩(wěn)態(tài)，在t=0時(shí)刻由Usl扳向Us2,電路的全響應(yīng)為：uc圖5.4應(yīng)為：uc圖5.4RC電路的全響應(yīng)曲線3.RC一階電路的時(shí)間常數(shù)測(cè)試（使用真實(shí)電路及設(shè)備做）。3.實(shí)驗(yàn)電路如圖5.5所示。圖5.5RC—階電路時(shí)間常數(shù)測(cè)量電路調(diào)整函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的方波頻率使電容上的波形接近圖5.6所示波形，這時(shí)就可以從圖上示意的方法求出時(shí)間常數(shù)T值。輸入波形輸出波形632UP-POB6%4.RC微分、積分電路對(duì)方波信號(hào)的作用（使用真實(shí)電路及設(shè)備做）。4.圖5.7為RC微分電路，該電路的標(biāo)稱T=RC=lms。圖5.7RC微分電路分別設(shè)置函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的頻率為10Hz、200Hz、1kHz,幅度為10V的方波信號(hào)。用雙蹤示波器測(cè)出對(duì)應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)，并畫(huà)出波形圖。圖5.9為RC積分電路，該電路的標(biāo)稱T=RC=1ms。分別設(shè)置函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的頻率為1kHz、3kHz、5kHz,幅度為10V的方波信號(hào)。用示波器測(cè)出對(duì)應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)，并畫(huà)出波形圖。四、 儀器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)智能模擬電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)（或?qū)Ｓ脤?shí)驗(yàn)板）一臺(tái)（塊）。裝有Multisim軟件的電腦一臺(tái)。穩(wěn)壓電源2個(gè)。雙蹤示波器一臺(tái)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器一臺(tái)。五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告畫(huà)出圖5.5電路測(cè)試的輸出波形圖，并從圖上充電、放電曲線上分別求出RC電路的時(shí)間常數(shù)t值后取平均值（參看圖5.6中的方法），并試與標(biāo)稱值做一比較。