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一阶电路“黑箱”模块的时域测量和辨别实验报告姓名：宋姝 班级：通信1402 学号：14211048 实验地点：九教南501 2015/12/12一阶电路“黑箱”模块的时域测量和辨别1. 实验目的（1）熟练运用动态电路波形测量和时间常数测量。（2）综合运用一阶动态电路分析理论知识，深入理解动态元件特性和一阶动态电路特有的阶跃响应波形。2.电路原理（1）二端“黑箱”。 “黑箱”是指隐藏了连接方式和元件参数的一个电阻和一个动态元件用串/并联方式构成的二端模块。在本实验中，模块作为被测量和识别的对象。一个模块中的动态元件可能是电感或电容，与电阻的连接方式可能是串联或并联。(2)实验任务。每组学生随机领取一个“黑箱”模块，利用通用实验板上的一个已知阻值的电阻，串联“黑箱”模块构成被测电路。实验任务是用时域测量方法，测量二端一阶“黑箱”的外特性，辨别“黑箱”内部元件、元件参数及其连接方式。“黑箱”模块的两种测量方案如实验图所示。（3）对实验测量方法的规定。在进行实验测量时, 必须将外接电阻与模块串联后接入信号发生器，信号源采用幅度为l V的周期方波, 用示波器测量电路的阶跃响应波形, 通过初始值、稳态值和时间常数的测量来计算和辨別 “黑箱”模块内部两个元件的参数值和连接方式。不允许用万用表等其他仪器或采用频域阻抗测量等方法。RC串： RC并：RL串： RL并：四种情况波形图和电路图如下：3实验仪器及器材信号发生器、“黑箱”模块（动态原件和电阻的结合）示波器、实验箱。4.实验方案（1）按方案A连接好电路，信号源产生VPP=1V，f=10kHz的方波，外部串联R。=1k（2）根据波形判断黑箱内连接方式，再进行计算。5实验分析选择外电阻为1k；（1）输入电压源初始值位置对应的输出电压图像上的电压值为V（0+），即“黑箱”内的电阻占电路电压的比值，观察其值为 v。根据 ，得R0=2.132k；（2）根据黑箱波形图（上图）判断黑箱内部为LC并联；（3）测时间常数 ：图像上0.368*V（0+）0.632*V（）所花时间即为时间常数，测得为=9.00s；（4）测电感大小：根据公式 ，得L=0.009H。6实验结果（1）检查预习。假定外加方波峰-峰-值为1V，半周期等于6倍时间常数，外接串联电阻等于黑箱内部电阻，画出四种可能连接方式的一个周期的波形。（2）实验中选择的外接串联电阻阻值为2k。（3）判断黑箱内部动态元件与电阻连接方式为：电感与电阻并联。动态元件及其参数为：L=0.009H。电阻值为：R=2.132。（4）测得时间常数为：=9.00s（5）画出两种接地方式下波形的草图，标出关键数据（初
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