一阶动态电路响应研究

一阶动态电路响应研究一、实验目的1．学习用示波器观察和分析一阶电路的响应。2．测定电路的时间常数。3．学习自拟实验方案，合理设计电路和正确选用元件、设备，提高实验分析和研究能力。一阶动态电路响应的研究一、实验仪器和设备序号名称型号规格编号数量1示波器1台2函数信号发生器1台3万用表1台4电工实验箱1台二、实验原理某个二端口网络如图（a）所示，输入电压及其响应如图(b)所示。[要求]设计此二端口网络的最简单的内部结构，并确定元件参数。当输入如图(b)所示的方波电压时，测出其输出波形，需与如图(b)所示的响应相符。0.51.001.50000.441.2u2(V)5021.2uu1(V)0

t(ms)

t(ms)0.76

(b)

=0.1ms三、实验内容和步骤

1．电路结构分析RCu1u2由所要求的输出波形u2

可看出此响应波形可采用一阶RC电路实现。由τ=RC=0.1ms，可确定R、C值，例如取C=10nF，则R=10k。uC(t)2Us

t4

t

0

63%Us

图10零状态响应曲线

时间常数对零状态响应充电曲线，当uC1的幅值从初态（0V）上升到终值（Us=1.2V）的63%时所对应的时间即为一个

，如图所示测量时间常数τ

①波形显示高度在示波器屏幕的竖直方向所占格数不要太少,如图中所示大于5格。②确定稳态值和初始值位置:稳态值取充电曲线的终值，初始值可取曲线上任意一点，为方便读数，使初始值位于示波器屏幕上的某一方格线上。稳态值初始值⑵调示波器的光标。读出初始值以及上升到距初始值3格(即63.2%4.8格)处的时间差即为

值。初始电压值3格初始电压值对应时刻描绘输出波形-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9t/ms1.0-0.2

0.00.20.40.60.81.01.2u/V

⑴选择图纸：作图必须使用坐标纸，坐标纸的大小要保证图上的最小分格至少应与实验数据中最后一位准确数字相当。根据本实验要求，选择直角坐标纸，坐标纸大小可参考示波器屏幕大小。

一阶RC电路的充放电波形图描绘输出波形-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9t/ms1.0-0.2

0.00.20.40.60.81.01.2u/V

⑵标坐标轴：画轴线、标箭头，坐标轴名和单位。一阶RC电路的充放电波形图描绘输出波形-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9t/ms1.0-0.2

0.00.20.40.60.81.01.2u/V

一阶RC电路的充放电波形图⑶确定坐标比例与标度：标度不一定从零开始，一般用小于实验数据最小值的某一数作为坐标轴的起始点，用大于实验数据最大值的某一数作为终点，这样图纸可以被充分利用。本实验主要应合理选择示波器的垂直控制灵敏度旋钮VOLTS/DIV及水平扫描速度旋钮TIME/DIV，使显示出的波形容易观测，调好示波器旋钮后，作图时坐标标度可按照示波器屏幕的格线标度选取。示波器屏幕以方格作为长度单位，精度为0.2格。注意绘制示波器显示的波形时，灵敏度及水平扫描速度旋钮的微调均应处于较准位置，即VAR红灯灭。描绘输出波形-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9t/ms1.0-0.2

0.00.20.40.60.81.01.2u/V

⑷标出数据点：一阶RC电路的充放电波形图选择几个关键的数据点，如按时间每0.1ms观测记录一个点，实验数据点在图纸上用“+”符号标出，符号的交叉点正是数据点的位置，大小不要超出0.2格（示波器屏幕精度为0.2格）。若在同一张图上作几条实验曲线，各条曲线的实验数据点应该用不同符号（如×、⊙等）标出，以示区别。描绘输出波形-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9t/ms1.0-0.2

0.00.20.40.60.81.01.2u/V

一阶RC电路的充放电波形图⑸曲线描绘：由实验数据点描绘出平滑的实验曲线，连线要用透明直尺或三角板、曲线板等拟合。描绘输出波形-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9t/ms1.0-0.2

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