电路实验报告RC一阶电路的暂态响应20170221

1、装订线电路与模电实验报告实验题目：RC一阶电路的暂态响应姓名： 学号：实验时间： 实验地点：指导老师： 班级：一、实验目的1.测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应。2.学习时间常数的测量方法。3.掌握有关微分电路、积分电路的概念。4.进一步学会用示波器观测波形。二、实验原理 1. 动态电路的过渡过程是十分短暂的单次变化过程，对时间常数较大的电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。如果用一般的双踪示波器观察过渡过程和测量有关的参数，必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，可利用信号发生器输出的方波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

2、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那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应和直流接通与断开的过渡过程是基本相同的。2. 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3. 时间常数的测定方法:用示波器测得零状态响应的波形如图61所示。根据一阶微分方程的求解得知当零状态响应波形增长到0.632E所对应的时间就等于。装订线 图61 RC电路的零状态响应亦可用零输入响应波形所对应的时间测得，如右下图所示。图62 RC电路的零输入响应当t时，Uc()0.368E，此时所对应的时间就等于。1. 微分电路

3、和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的 RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，当满足条件时（T为方波脉冲的重复周期），且由R端作为响应输出（如图63所示），则该电路就成了一个微分电路，因为此时电路的输出信号电压基本与输入信号电压的微分成正比。利用微分电路可将方波转变成尖脉冲。装订线图63 RC微分电路若将R与C位置调换一下，即由 C端作为响应输出，且当电路参数的选择满足条件时，如图6-4所示即称为积分电路。因为此时电路的输出信号电压基本与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可将方波转变成三角波。从输出波形来看，上述两个电路均起

4、着波形变换的作用，在实验过程须仔细观察与记录。图64 RC积分电路三、实验内容实验设备提供的电路结构比较复杂，有很多开关。请仔细看清R、C元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等等，配置好所需的实验条件。1 .积分实验电路1 ）选择动态电路板上的R、C元件，令R10K，C0.01f组成如图63所示的RC充放电电路，Ui为脉冲信号发生器输出Um4V，f1KHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源Ui和响应UC的信号分别连至示波器的两个输入口YA和YB，调节示波器使屏幕上观察到激励与响应的变化规律，测算出时间常数，并用方格纸描绘波形。装订线少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响

5、，记录观察到的现象。2） 令R10K，C0.1f，观察并描绘响应的波形，继续增大C 之值，定性地观察对响应的影响。（是否有积分的效果？）3） 令R10K，C6800pf，观察并描绘响应的波形，减小C 的值，定性地观察对响应的影响。（是否有积分的效果？）装订线2 微分实验电路1）通过开关切换改变电路板上的R、C元件参数，令C0.01f，R1K,将激励源Ui和响应UR的信号分别连至示波器的两个输入口YA和YB，即组成如图62所示的RC充放电电路。在同样的方波激励信号(Um4V，f1KHz)作用下，观测并描绘激励与响应的波形。2） 保持C不变，令R100，使其满足微分电路的时间常数要求，观察并记录相应波形。（是否有微分的效果？）4） 加大R之值，定性地观察对响应的影响，并作记录，当R增至1M时，输入输出波形有何本质上的区别？装订线四、实验设备序号名称型号与规格数量备注1数控智能函数信号发生器1实验台自配2双踪示波器GOS-60211另备3动态电路实验板图62，631DGJ-03五、注意事项1. 调节电子仪表各旋钮时，动作不要过猛。实验前，需熟悉双踪示波仪的使用方法，特别是观察双踪时，要特别注意哪些开关、旋钮的操作与调节。2. 信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（