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文档简介

一阶和二阶电路的动态响应姓名：魏海龙 学号：1128403019一、 实验目的：1、 深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应及完全响应。2、 深刻理解欠阻尼、临界、过阻尼的意义。3、 研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响。4、 掌握用Multisim软件绘制电路原理图。5、 掌握Multisim软件中的Transient Analysis等SPICE仿真分析法。6、 掌握Multisim软件中函数发生器、示波器和波特仪Bode polotter的使用方法。二、 实验器材：计算机、试验箱、信号发生器、交流毫伏表、双踪示波器、万用表、可变电阻、电阻若干、电感和电容。三、 实验原理：1、 用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路，典型电路如下： 可以用下述二阶常系数微分方程来描述： LC d2Uc/dt2 +RC dUc/dt +Uc=Us 初始值为;Uc(0-)=Uo dUc(t)/dt=iL(0-)/C=Io/C 求解上述该微分方程，可以得到电容上的电压Uc(t)。在由ic（t）=C dUc(t)/dt可求得ic（t），即iL（t）。特征方程为;LCp2+RCp+1=0P1、2=2o2 其中定义衰减系数=R/2L，自由振荡角频率o=1/LC。2、 零输入响应： 电路在没有外加激励时，仅由动态元件初始储能引起的响应称为零输入响应。 当R2L/C时，响应是非振荡的，称为过阻尼情况。 当R=2L/C时，响应是临界振荡。称为临界阻尼情况。 当R2L/C时，响应是振荡性的，称为欠阻尼情况。 当R=0时，响应是等幅振荡性的，称为无阻尼情况。3、 零状态响应，动态电路的初始储能为零，由外施激励引起的电路响应，称为零状态响应。（过阻尼、临界阻尼、欠阻尼、无阻尼）。4、 状态轨迹：由状态变量Uc（t）和iL（t）在状态平面上所确定的点的集合。四、 实验内容：1、 二阶动态电路的Multisim仿真：a、 在软件中连接如下电路：b、 设置L=10mH，C=22nF，电容初始电压为5V，电源电压为10V，利用Transient Analysis观测电容两端的电压。c、 下图为量输入响应：绿色为欠阻尼R=500欧姆，蓝色为临界阻尼R=1340欧姆，红色为过阻尼R=2000欧姆。d、 下图为全响应输入：绿色为欠阻尼R=500欧姆，蓝色为临界阻尼R=1340欧姆，红色为过阻尼R=2000欧姆。2、 在软件中连接下面电路，设置函数发生器为方波、频率为1Hz，幅度为5V，偏置0.观测结果如下：过阻尼2000欧姆欠阻尼500欧姆：临界阻尼1340欧姆：3、 一阶动态电路的实际测量： R=330 C=0.1F =RC=3.3s测得t=36s f=27.78Hz五、 实验总结： 二阶动态响应中，随着R值的变小电容电压减小幅度变小，当时幅度最小，当时电容电压在0出上下振荡，最终都趋于零。六、 实验思考：1、 若不将信号发生器和示波器共地，测出的信号怎样？答：不共
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