电路分析B实验四、一阶设计实验.

1、一阶网络响应特性的研究 l研究一阶研究一阶RC电路的零状态响应和电路的零状态响应和零输入响应的基本规律和特点。零输入响应的基本规律和特点。l理解时间常数理解时间常数对响应波形的影响。对响应波形的影响。l掌握有关积分电路和微分电路的概掌握有关积分电路和微分电路的概念。念。1、设计一个、设计一个RC充放电路充放电路2、设计一个积分电路、设计一个积分电路3、设计一个微分电路、设计一个微分电路l输入信号为恒定电压输入信号为恒定电压Us= 5Vl时间常数时间常数在在0.4s-1s之间之间l2、设计一个积分、微分电路、设计一个积分、微分电路l设计一个由设计一个由Upp=6v,f=1kHz方波信号方波信号激

2、励的积分、微分电路激励的积分、微分电路 .l要求积分电路的时间常数要求积分电路的时间常数 10Tl要求微电路的时间常数要求微电路的时间常数 T/10 设计条件设计条件 C R10T mS设计条件设计条件 C RT/10 mS 设计条件设计条件 C R在0.4s-1s 之间l输入信号为恒定电压输入信号为恒定电压Us= 5Vl时间常数时间常数在在0.4s-1s之间之间l用示波器观察电容电压用示波器观察电容电压Uc变化规律，变化规律，分别记录零状态响应和零输入响应分别记录零状态响应和零输入响应的波形。的波形。l注注:选择一组参数选择一组参数l当当t=0时，开关时，开关K打向打向1位置，此时为位置，此

3、时为一阶一阶RC电路的零状态响应，即电路的零状态响应，即RC充电电路充电电路 。 l在充电的过程中，电容电压在充电的过程中，电容电压uC随时随时间按指数规律上升，上升的速度取间按指数规律上升，上升的速度取决于电路中的时间常数，即决于电路中的时间常数，即R或或C的的参数越大，时间常数也越大，电容参数越大，时间常数也越大，电容充电的时间也越长，当充电的时间也越长，当t=5时，时，uC=0.993uS，一般认为已上升到，一般认为已上升到5V的值。的值。l当开关当开关K由由1位置打向位置打向2位置，此时位置，此时为一阶为一阶RC电路的零输入响应，即电路的零输入响应，即RC放电电路放电电路 。 l在放电

4、的过程中，电容电压初始值在放电的过程中，电容电压初始值为为u0=5V，电容电压随时间按指数规，电容电压随时间按指数规律衰减，衰减的速度取决于电路中律衰减，衰减的速度取决于电路中的时间常数，即的时间常数，即R或或C的参数越大，的参数越大，时间常数也越大，电容放电的时间时间常数也越大，电容放电的时间也越长，当也越长，当t=5时，时，uC=0.007u0，一般认为电容电压一般认为电容电压u0已衰减到已衰减到0。l用示波器观察响应时，应注意以下几点：用示波器观察响应时，应注意以下几点：l1、在使用、在使用CH1/2通道时，正确的选择耦合模式通道时，正确的选择耦合模式 ，这，这时应将它选择在时应将它选择

5、在直流耦合直流耦合模式模式 。l2 、正确的选择垂直刻度：电压的量程挡要合适。、正确的选择垂直刻度：电压的量程挡要合适。l3 、正确的选择水平刻度、正确的选择水平刻度 ：扫描时间要选取适当，：扫描时间要选取适当，扫描位置应置于扫描位置应置于S档，当扫描亮点开始在荧光屏右端档，当扫描亮点开始在荧光屏右端出现时，立即改变开关出现时，立即改变开关K的位置，以便观察完整的响的位置，以便观察完整的响应扫描波形。应扫描波形。l以以滚动模式滚动模式显示波形显示波形 （在示波器的水平设置菜单中（在示波器的水平设置菜单中调出滚动模式）。调出滚动模式）。l电容电容:10uF 47uF 100uF 2.2uF 4.

6、7uFl112 号号 10uF 47uF 2.2uFl1326号号 100uF 4.7uF 10uFl2738号号 47uF 2.2uF 100uFl先选定先选定C，再选择，再选择1组组R值值 设计条件设计条件 C R在0.4s-1s 之间l设计一个由设计一个由Upp=6v,f=1kHz方方波信号激励的微分电路波信号激励的微分电路,要求微要求微电路的时间常数电路的时间常数 (T为方波信号的周期为方波信号的周期)l分别记录分别记录U(t)、UR(t)的波形。的波形。l当当f和和C保持不变，改变保持不变，改变R 注注:(选择二组不同的选择二组不同的R值值)l电容电容: 0.1uF 0.01uF 0

7、.022uFl112 号号 0.1uFl1326号号 0.01uFl2738号号 0.022uFl保持保持f和和C不变，改变不变，改变R,选择二组不同的选择二组不同的R值值设计条件设计条件 C RT/10 mSl(1)在在t=0时，因电容上电压不能突变（来不及时，因电容上电压不能突变（来不及充电，相当于短路，充电，相当于短路，uC0），输入电压），输入电压us全全降在电阻降在电阻R上，即上，即uR6V。随后（。随后（t0），电），电容容C的电压按指数规律快速充电上升，输出电的电压按指数规律快速充电上升，输出电压随之按指数规律下降（因压随之按指数规律下降（因uRusuC），），经过大约经过大约3

8、（RC）时，）时，uC=6V，uR=0，的值愈小，此过程愈快，输出正脉冲愈窄。的值愈小，此过程愈快，输出正脉冲愈窄。（2）t=T/2时，时，uS由由6V0,相当于输入端被相当于输入端被短路，电容开始按指数规律经电阻短路，电容开始按指数规律经电阻R放电，刚放电，刚开始，电容开始，电容C来不及放电，它的左端（正电）来不及放电，它的左端（正电）接地接地 ，所以，所以uR6V，之后，之后uO随电容的放电随电容的放电也按指数规律减小，同样经过大约也按指数规律减小，同样经过大约3后，放后，放电完毕，输出一个负脉冲。电完毕，输出一个负脉冲。l设计一个由设计一个由Upp=6v,f=1khz方方波信号激励的积分

9、电路波信号激励的积分电路,要求积要求积分电路的时间常数分电路的时间常数 l(T为方波信号的周期为方波信号的周期)l分别记录分别记录U(t)、Uc(t)的波形的波形l当当f和和C保持不变，改变保持不变，改变R 注注:（选择二组不同的（选择二组不同的R值值)l电容电容:10uF 47uF 100uFl112 号号 47uF l1326号号 100uFl2738号号 10uFl保持保持f和和C不变，改变不变，改变R,选择二组不同的选择二组不同的R值值设计条件设计条件 C R10T mSlt=0, uS由由06V，因电容上电压不能突变，因电容上电压不能突变，uC0l0 tT/2，电容开始充电，电容开始

10、充电，uC按指数规律上升，由按指数规律上升，由于于10T，电容充电非常缓慢，电容充电非常缓慢，uC上升很小，上升很小，uCuR。l3）t=T/2时，时，uS由由60，相当于输入端被短路，相当于输入端被短路，电容电容R缓慢放电，缓慢放电，uC按指数规律下降。按指数规律下降。l在方波到来期间，电容只是缓慢充电，在方波到来期间，电容只是缓慢充电，u0还未上升还未上升到到6V时，方波就消失，电容开始放电，而且时，方波就消失，电容开始放电，而且越大，越大，锯齿波越接近三角波。输出波形是对输入波形积分锯齿波越接近三角波。输出波形是对输入波形积分运算的结果。运算的结果。l1、在观察、在观察uS（t ）和）和uc（t）的波形时，）的波形时，由于两者幅度相差较大，因此要注意调由于两者幅度相差较大，因此要注意调节垂直刻度的量限。节垂直刻度的量限。l2、信号源的信号源的“地线地线”要和示波器的要和示波器的“地地线线”接在一起。接在一起。l3、可使用示波器的储存或调出功能、可使用示波器的储存或调出功能 ，将二组不同的参数结果储存，以便观察、将二组不同的参数结果储存，以便观察、对比、分析。对比、分析。l直流稳压电源直流稳压电源l数字示波器数字示波器l数字万用表数字万用表l实验箱实验箱l在电路未连接完成或未检查前，不在电路未连接完成或未检查前，不要通电