RC电路的方波响应.doc

RC电路的方波响应一、 实验目的1. 了解RC电路的方波响应2. 分别观测积分电路与微分电路的输入输出关系3. 掌握示波器的基本调整方法和工作模式；4. 掌握用双踪示波器观测信号波形和读取波形参数的方法5. 学习数格子测量数据；6. 学会设计简单一阶电路；二、 实验环境硬件基础：数字万用表、双踪示波器软件：Multisim软件元器件：电阻、导线、电容三、 实验原理1、 积分电路当=R*CT时的一阶电路称为积分电路，因为此时输出信号电压与输入信号电压的积分成正比，且响应输出为电容两端电压，即直接将CH2接在电容两端，电路图如下：2、 微分电路当=R*CT时，称为微分电路，因为此时输出信号电压与输入信号电压的微分成正比，响应输出为电阻两端电压，若按照上图将CH2直接接在电阻两端，则会造成电容短路， 故将电阻电容调换，电路图如下：四、 实验内容1、 对示波器进行自检,并检验接地端是否正常；2、 设计一阶积分电路和微分电路；3、 搭建积分电路；4、 调节函数发生器使其输出矩形波，进行测量记录；5、 保存记录下的波形变化，分析数据制作图表；6、 继续改为微分电路，重复4-5步；五、 实验过程1、 对示波器进行自检,并检验接地端是否正常，测试为稳定的矩形波；2、 设计一阶电路如上图所示；3、 在面包板上搭建电路，所用电阻为3.25k，电容为104；4、 将函数发生器调节成矩形波，测量示波器上的波形数据；5、 调节函数发生器的信号频率，使之对应的1、2、5、10倍并分别测量波形记录数据；6、 改建微分电路，重复4-5步，关闭仪器结束实验； 六、 数据记录与分析计算过程：=R*C=3.25 *10（-4） 1/=3.07*10（3）；所以频率可取307Hz, 615Hz, 1.54kHz , 3.07kHz1、 积分电路：307Hz下的波形：615Hz下的波形：1.54kHz下的波形：3.07kHz下的波形：具体读图中CH2(CH1仅仅是周期不同)数据如下：频率/f (Hz)30761515403070峰峰值/Vpp（V）5.14.43.01.7最大值/Vmax（V）5.14.83.62.6最小值/Vmin（V）00.40.60.9周期/T（us）33001600660330分析：数据较为正常。随着输入信号的频率升高，周期T减小，就会导致电容充电还没完成就开始放电，从而导致输出的信号产生失真。由四张波形图可看出，当f=307k时，信号传送率最大，之后随着f的增大，信号失真越来越多。所以一阶RC电路的时间常数T越小，可以允许的频率f也就越大，信号的传输速率也就越快。2、 微分电路：307Hz下的波形：615Hz下的波形： 1.54kHz下的波形：3.07kHz下的波形：具体读图中CH2(CH1仅仅是周期不同)数据如下：频率/f (Hz)30761515403070峰峰值/Vpp（V）10.29.67.87.0最大值/Vmax（V）5.14.83.93.5最小值/Vmin（V）-5.1-4.8-3.9-3.5周期/T（us）33001600660330分析：数据比较正常可以证明微分电路响应的微分与输入基本成正比。七、 实验总结本次实验主要做了一阶电路，测量方波响应信号，分析时间函数，进一步了解电容的特性。作为一种阻直流的可储能元件，电容的特性应用非