一阶RC电路的暂态响应.doc

《一阶RC电路的暂态响应.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一阶RC电路的暂态响应.doc（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、实验报告 课程名称：_电路原理实验_指导老师：_ 熊素铭_成绩：_ 实验名称：_一阶 RC 电路的暂态响应_实验类型：_同组学生姓名：_ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的一、实验目的 1、熟悉一阶、熟悉一阶 RC 电路的零状态响应、零输入响应和全响应。电路的零状态响应、零输入响应和全响应。 2、研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。、研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。 3、掌握积分电路和微分电路的基

2、本概念。、掌握积分电路和微分电路的基本概念。 4、研究一阶动态电路阶跃响应和冲激响应的关系。、研究一阶动态电路阶跃响应和冲激响应的关系。 5、从响应曲线中求出、从响应曲线中求出 RC 电路时间常数电路时间常数 。 二、实验原理二、实验原理 1.电路的过渡过程电路的过渡过程 2.一阶一阶 RC 电路的零输入响应电路的零输入响应: 激励（电源）为零，由初始储能引起的响应激励（电源）为零，由初始储能引起的响应(放电过程放电过程) 1) 求求 RC 电路时间常数电路时间常数 专业：电子信息技术及仪 器 姓名：_黄云焜 _ 学号： 3100100407_ 日期：_2012.3.6_ _ 地点：_东三 2

3、08_ ,. 3.一阶一阶 RC 电路的零状态响应电路的零状态响应: 储能元件初始能量为零，在激励（电源）作用下产生的响应。储能元件初始能量为零，在激励（电源）作用下产生的响应。 1) 求求 RC 电路时间常数电路时间常数 4.一阶一阶 RC 电路的全响应电路的全响应: 非零起始状态的电路受到外加激励所引起的响应。非零起始状态的电路受到外加激励所引起的响应。 5.一阶一阶 RC 电路的方波响应电路的方波响应: 从本质上看，方波是以相同的时间间隔，不停开关的电压（或者不从本质上看，方波是以相同的时间间隔，不停开关的电压（或者不 断为高低值）。断为高低值）。 ,. 6.微分电路和积分电路微分电路和

4、积分电路 1) 微分电路微分电路:如图如图(1)RC 电路，当输出电压取自电阻两端时，对于高频信号，可用作耦合电路，而电路，当输出电压取自电阻两端时，对于高频信号，可用作耦合电路，而 对于低频信号则可实现微分运算。对于低频信号则可实现微分运算。 2) 积分电路积分电路:如图如图(2)RC 电路，当输出电压取自电容两端时，对于高频信号，可实现积分运算。电路，当输出电压取自电容两端时，对于高频信号，可实现积分运算。 图（图（1） 图（图（2） 7.冲激响应、阶跃响应及其关系：阶跃响应是阶跃函数激励下的零状态响应；冲激响应是冲激函冲激响应、阶跃响应及其关系：阶跃响应是阶跃函数激励下的零状态响应；冲激

5、响应是冲激函 数激励下的零状态响应；冲激响应是阶跃响应的导数；数激励下的零状态响应；冲激响应是阶跃响应的导数； 三、实验内容及数据记录分析三、实验内容及数据记录分析 1.利用利用 DG08 动态电路板上的动态电路板上的 R、C 元件组成元件组成 RC 充、放电电路，在示波器上观察零输入响应、充、放电电路，在示波器上观察零输入响应、 零状态响应和全响应曲线，测取电路时间常数零状态响应和全响应曲线，测取电路时间常数 (与理论值比较与理论值比较)。 1) 观察的曲线图如下观察的曲线图如下 零输入响应曲线零输入响应曲线 零状态响应曲线零状态响应曲线 全响应曲线全响应曲线 装装 订订 线线 ,. 2)

6、计算电路时间常数计算电路时间常数 2.选择合适的选择合适的 R、C 值组成微分电路和积分电路，接入方波电压信号源，在示波器上观察比较输值组成微分电路和积分电路，接入方波电压信号源，在示波器上观察比较输 入、入、 输出波形；比较改变时间常数后波形的变化情况。信号源电压输出波形；比较改变时间常数后波形的变化情况。信号源电压 US = 3V , 频率频率 f= 1000Hz (保持不变保持不变)。 注：注：CH1 为输出端；为输出端；CH2 为输入端；为输入端；CH2-CH1 为另外一个输出端为另外一个输出端 1) 微分电路微分电路 T ； R = 1 k； C =0.1 F ,. CH1 微分电路

7、图微分电路图 CH2 CH2-CH1 2) T = ； R = 10 k； C =0. 1 F CH1 CH2 CH2-CH1 积分电路图积分电路图 3) 积分电路积分电路 T ； R = 10 k； C =1 F ,. CH1 CH2 CH2-CH1 3) 由以上三种情况的比较可知：由以上三种情况的比较可知： ,. 实验报告（仿真部分）实验报告（仿真部分） 一、仿真内容一、仿真内容 ： 1.记录一阶记录一阶 RC 电路充放电时电容电压和电流的变化曲线，由曲线测得时间常数，并与理论值比较。电路充放电时电容电压和电流的变化曲线，由曲线测得时间常数，并与理论值比较。 2.记录积分电路和微分电路输入

8、和输出波形；记录记录积分电路和微分电路输入和输出波形；记录 =0.1T、 =T 和和 =10T、三种情况下的波形。、三种情况下的波形。 二、仿真记录：二、仿真记录： 1.设计如下图的电路，进行仿真：设计如下图的电路，进行仿真： 所得曲线图如下：所得曲线图如下： 零输入响应零输入响应 零状态响应零状态响应 全响应全响应 并用原理中的方法来计算，得到的时间常数并用原理中的方法来计算，得到的时间常数 =1.00，与理论值相符。，与理论值相符。 2.积分电路和微分电路输入和输出波形如下：积分电路和微分电路输入和输出波形如下： 第一种情况：第一种情况： =0.1T；电路图如下：；电路图如下： ,. 相应输入输出图形如下：相应输入输出图形如下： Us UC UR 第二种情况：第二种情况： = T；电路图如下：；电路图如下： 相应输入输出图形如下：相应输入输出图形如下： Us UR UC 第三种情况：第三种情况：T = 10；电路图如下：；电路图如下： ,. 相应输入输出图形如下：相应输入输出图形如下： Us UR UC