電路分析C實(shí)驗(yàn)五、一階設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).ppt

1、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：(1).實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2).設(shè)計(jì)要求(3).電路設(shè)計(jì)敘述工作原理，畫出電路圖，計(jì)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(shí)驗(yàn)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(jì)性實(shí)驗(yàn)一,一階網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)特性的研究,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究一階RC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(diǎn)。 理解時(shí)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(jì)任務(wù),1、設(shè)計(jì)一個(gè)RC充放電路 2、設(shè)計(jì)一個(gè)積分電路 3、設(shè)計(jì)一個(gè)微分電路,1、設(shè)計(jì)一個(gè)RC充放電路 輸入信號為恒定電壓Us= 5V 時(shí)間常數(shù)在0.

2、4s-1s之間 2、設(shè)計(jì)一個(gè)積分、微分電路 設(shè)計(jì)一個(gè)由Upp=6v,f=1kHz方波信號激勵(lì)的積分、微分電路 . 要求積分電路的時(shí)間常數(shù) 10T 要求微電路的時(shí)間常數(shù) T/10,輸入信號為恒定電壓Us= 5V 時(shí)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(jì)一個(gè)RC充放電路,一階RC電路圖,當(dāng)t=0時(shí)，開關(guān)K打向1位置，此時(shí)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(shí)間按指數(shù)規(guī)律上升，上升的速度取決于電路中的時(shí)間常數(shù)，即R或C的參數(shù)越大，時(shí)間常數(shù)也越大，電容充電的時(shí)間也越長，當(dāng)

3、t=5時(shí)，uC=0.993uS，一般認(rèn)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(shí)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(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減，衰減的速度取決于電路中的時(shí)間常數(shù)，即R或C的參數(shù)越大，時(shí)間常數(shù)也越大，電容放電的時(shí)間也越長，當(dāng)t=5時(shí)，uC=0.007u0，一般認(rèn)為電容電壓u0已衰減到0。,注意事項(xiàng),用示波器觀察響應(yīng)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1、在使用CH1/2通道時(shí)，正確的選擇耦合模式 ，這時(shí)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 、正確的選擇水平刻度 ：掃描時(shí)間要選取適當(dāng)

4、，掃描位置應(yīng)置于S檔，當(dāng)掃描亮點(diǎn)開始在熒光屏右端出現(xiàn)時(shí)，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(dòng)模式顯示波形 （在示波器的水平設(shè)置菜單中調(diào)出滾動(dòng)模式）。,2、設(shè)計(jì)一個(gè)微分電路,設(shè)計(jì)一個(gè)由Upp=6v,f=1kHz方波信號激勵(lì)的微分電路,要求微電路的時(shí)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(shí)驗(yàn)圖,微分電路輸入、輸出波形,(1)在t=0時(shí)，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的電壓按指數(shù)規(guī)律快速充電上升，輸出

5、電壓隨之按指數(shù)規(guī)律下降（因uRusuC），經(jīng)過大約3（RC）時(shí)，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(shí)，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(gè)負(fù)脈沖。,3、設(shè)計(jì)一個(gè)積分電路,設(shè)計(jì)一個(gè)由Upp=6v,f=1khz方波信號激勵(lì)的積分電路,要求積分電路的時(shí)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),積分電路實(shí)驗(yàn)圖,積分電

6、路輸入、輸出波形,t=0, uS由06V，因電容上電壓不能突變，uC0 0 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(shí)，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(shí)，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(yùn)算的結(jié)果。,注意事項(xiàng),1、在觀察uS（t ）和uc（t）的波形時(shí)，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(chǔ)存或調(diào)

7、出功能 ，將二組不同的參數(shù)結(jié)果儲(chǔ)存，以便觀察、對比、分析。,實(shí)驗(yàn)儀器,直流穩(wěn)壓電源 數(shù)字示波器 數(shù)字萬用表 實(shí)驗(yàn)箱,注意：,在電路未連接完成或未檢查前，不要通電。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),請將與實(shí)驗(yàn)板的連線拆除,但不要拆除連接儀器上的連線！ 請將實(shí)驗(yàn)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 4.7uF 112 號 10uF 47uF 2.2uF 1326號 100uF 4.7uF 10uF 2738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 0.022uF 112 號 0.1uF 1326號 0.01uF 2738號 0.022uF 保持f和C不