RC一阶电路的响应测试.ppt

实验五 RC一阶电路的响应测试 深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心 一 实验目的 测定RC一阶电路的零输入响应 零状态响应及完全响应 学习电路时间常数的测量方法 掌握有关微分电路和积分电路的概念 进一步学会用示波器测绘图形 二 实验原理 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程利用信号发生器输出的方法来模拟阶跃激励信号 即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号 方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号 只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数 电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下 它的影响和直流接通与断开的过渡过程是基本相同的 RC一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长 其变化的快慢决定于电路的时间常数 二 实验原理 二 实验原理 用示波器测得零输入响应 电容放电 的波形如图5 1 a 所示 根据一阶微分方程的求解得知 当t 时 UC 0 368E 此时所对应的时间就等于 二 实验原理 用示波器测得零状态响应 电容充电 的波形如图5 1 b 所示 根据一阶微分方程的求解得知 当t 时 UC 0 368E 此时所对应的时间就等于 示波器通道1测信号源 示波器通道2测电容两端电压 零状态响应 电容充电 零输入响应 电容放电 积分电路 微分电路和积分电路 积分电路的输出应为电容C两端的电压 输出电压为 电路的输出电压u0近似与输入电压ui成积分关系 因此 这种电路叫积分电路 微分电路 微分电路的输出应为电阻R两端的电压 电路的输出电压u0近似与输入电压ui的导数成正比 因而称该电路为微分电路 利用微分电路可以改变信号的波形 由于时间常数 与脉冲宽度tw的关系变化 输出电压u0也将发生变化 输出电压为 三 实验内容 1 调节信号源将信号源的 波形选择 开关置方波信号位置上 将信号源的信号输出端与示波器探头连接 接通信号源电源 调节信号源的频率旋钮 包括 频段选择 开关 频率粗调和频率细调旋钮 使输出信号的频率为1kHz 由频率计读出 调节输出信号的 幅值调节 旋钮 使方波的峰 峰值Vp p 1V 固定信号源的频率和幅值不变 示波器的钩笔接信号源正端 示波器的夹子接信号源的地 示波器的Measure功能可以在屏幕上显示所测波形的所有参数 如果出不了波形 别记记了Auto键 三 实验内容 示波器探笔 该夹子应接被测信号的地端 钩子端接被测信号 注意 表笔应打在1X端 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 A 调节好信号源 使信号源输出为1kHz Vpp 1V 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 B 将R C串联 接入信号源 注意 信号源正端首先与R相接 信号源的负端首先与C相接 C的一端与信号源负端相接 R的一端与信号源正端相接 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 C 使用示波器 通道1测量信号源 通道2测量C两端的电压 注意 两个通道的探笔夹子端都应该接在地端 信号源负端 上 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 C 使用示波器 通道1测量信号源 通道2测量C两端的电压 注意 两个通道的探笔夹子端都应该接在地端 信号源负端 上 通道1测信号源 通道2测电容两端的电压 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 C 使用示波器 通道1测量信号源 通道2测量C两端的电压 注意 两个通道的探笔夹子端都应该接在地端 信号源负端 上 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 C 使用示波器 通道1测量信号源 通道2测量C两端的电压 注意 两个通道的探笔夹子端都应该接在地端 信号源负端 上 两支探笔的夹子端都得接到信号源的负端 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 D 使用示波器的Cursor 光标追踪 功能追踪曲线 测量时间常数 Cursor功能键 按下这两个按钮 点亮CH1和CH2 屏幕上才会显示两个通道所采集的信号 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 D 使用示波器的Cursor 光标追踪 功能追踪曲线 测量时间常数 此旋钮可以选择屏幕上的菜单 按下此旋钮为选择确定 此排按钮用以选择屏幕右边菜单栏 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 D 使用示波器的Cursor 光标追踪 功能追踪曲线 测量时间常数 第一步 按此键 选择 光标模式 第二步 调节旋钮 选择 光标模式 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 D 使用示波器的Cursor 光标追踪 功能追踪曲线 测量时间常数 第三步 按此键 选择 光标A 第四步 调节旋钮 选择 CH2 使得光标A追踪的是CH2通道的信号 光标A 会有一个十字交叉线 光标B 会有一个十字交叉线 示波器的Cursor功能下可以追踪两路信号 CurA和CurB 这两个光标所追踪的信号来源是自己设定的 可以是CH1的信号 也可以是CH2的信号 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 D 使用示波器的Cursor 光标追踪 功能追踪曲线 测量时间常数 第五步 按此键 选中光标A 第六步 调节旋钮 使得光标A移动到方波信号上升沿的位置 光标A 这里实时显示光标A所外位置的电压值和时间值 代表CH1纵轴一格为200mV 代表横轴一格为100us 代表CH2纵轴一格为200mV 三 实验内容 2 测RC一阶电路的时间常数 D 使用示波器的Cursor 光标追踪 功能追踪曲线 测量时间常数 第七步 按此键 选中光标B 第八步 调节旋钮 使得光标B沿着CH2的曲线移动到 Y 632mV的位置 光标B 当 Y 632mV时 X 两光标之间的时间差 为所要测量的时间常数 Y为CurA和CurB两个光标之间的电压差值 三 实验内容 3 观察时间常数 即电路参数R C 对暂态过程的影响 即 保持R 10k 不变 令C 0 01 F 0 022 F 0 047 F 观察并描绘响应的波形 定性地观察对响应的影响 测三幅图 图上须包含源信号以及响应曲线 通过开关的通断来选择不同的电容 三 实验内容 4 积分电路 即 保持C 0 01 F不变 令R 10k 5 1k 510 观察并描绘响应的波形 定性地观察对响应的影响 测三幅图 图上须包含源信号以及响应曲线 通过开关的通断来选择不同的电阻 注意 此端应接信号源的负端 三 实验内容 4 积分电路 电容C上的电压 保持C 0 01 F不变 令R 10k 5 1k 510 观察并描绘响应的波形 定性地观察对响应的影响 测三幅图 图上须包含源信号以及响应曲线 注意 此端应接信号源的负端 三 实验内容 5 微分电路 即 保持C 0 01 F不变 令R 10k 5 1k 510 观察并描绘响应的波形 定性地观察对响应的影响 测三幅图 图上须包含源