实验七 RC过渡过程及微积分电路

1、实验7 RC过渡过程和微积分电路一、实验目的1、测量RC主电路的零输入响应、零状态响应和整体响应。2、学习电路时间常数的测量方法。3、掌握微分电路和积分电路的概念。4、进一步学习使用示波器映射图形。二、原则说明1、动态网络的转换过程是一个非常短的单变化过程，在时间常数大的电路中，可以使用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。但是，您可以使用典型的双跟踪示波器观察切换过程和测量相关参数，因此，必须重复这些单个变更过程。为此，我们利用信号发生器输出的方波模拟阶段激励信号，使方波输出的上升为零状态响应的政界跳跃激励信号。方波下降跟随零输入响应的负相位激励信号，选择方波的重复周期比电路的时间常数大得多

2、。电路根据这些方波序列脉冲信号的激励作用，与直流连接和断开的转换过程影响几乎相同。2、RC一次电路的零输入响应和零状态响应分别根据金志洙规律衰减和增加，其变化的速度取决于电路的时间常数3、时间常数测定方法：使用示波器测量0输入响应的波形，如图7-1(a)所示。根据一阶微分方程的解，UC=Ee-t/RC=Ee-t/如果T=，UC ()=0.368E，则相应的时间等于如图7-1(b)所示，零状态响应波形也可以测量增加到0.632E的时间。图7-12.微分电路和积分电路是RC一级电路相对普通的电路，对电路元件参数和输入信号的周期有一定要求。3.简单的RC串行电路，在方波序列脉冲的重复激励下，满足=R

3、C T/2(T是方波脉冲的重复周期)，并用作R端的响应输出，电路的输出信号电压和输入信号电压的精细分割，因此成为差分电路。图7-2(a)所示。图7-2如果改变图7-2(a)中的R和C位置，则C侧用作响应输出，并且如果电路参数选择满足=RC T/2条件，则称为积分电路，如图7-2(b)所示。这是因为电路的输出信号电压和输入信号电压的积分。从输出波形来看，以上两个电路都起到波形转换的作用，请在实验过程中仔细观察并记录。三、实验设备序号名字型号和规格数量注释1信号发生器12双轨道示波器13数字电路实验箱1四、实验内容1.选择构成未分类回路的R、C元件，如图7-2(a)所示。在方波激励信号(Um=3V

4、，f=1KHZ)的作用下，观察并描述了=0.01T，0.2T，T的三种情况。表7-一阶微分电路参数值时间常数波形rc(理论家)(测试值)yuiUR0.01T记录在坐标纸上记录在坐标纸上0.2T记录在坐标纸上记录在坐标纸上t记录在坐标纸上记录在坐标纸上2.选择构成图7-2(b)中所示的RC充电放电回路的R，C元件。Ui是信号发生器的输出3V，f=1KHZ方波电压信号。通过两条同轴电缆将来自源Ui和响应UC的信号分别连接到波器的两个端口入口YA和YB。表7-2一次积分电路参数值时间常数波形rc(理论家)(测试值)yuiURt记录在坐标纸上记录在坐标纸上3T记录在坐标纸上记录在坐标纸上5T记录在坐标

5、纸上记录在坐标纸上五、实验注意事项1.调整电子设备的每个手柄时，不要动作太猛。实验前，必须熟悉双轨制示波器的使用说明。特别是观察双轨制时，要特别注意哪些开关、手柄的操作和调整。2.信号源的接地端与示波器的接地端(称为通知)连接，防止外部干扰，影响测量的准确性。3.示波器的亮度不能太亮。特别是长期停留在荧光屏上的情况下，要使亮度变暗，延长示波器的使用寿命。第六，预习事故考试题1.哪些电信号可以用作RC主电路零输入响应、零状态响应和完全响应的激励信号？2.计算已知RC一阶电路R=10 K ，C=0.1f，时间常数，并制定根据值的物理意义测量的方案。3.什么是积分电路和微分电路，需要具备什么条件？方

6、波序列脉冲的刺激下输出信号波形的变化规律如何？这两个电路的功能是什么？4.预习要求：熟悉仪器使用指南，回答上述问题，准备坐标纸。七、实验报告1.实验观测结果表明，在坐标上绘制了RC一次回路充电放电时UC变化曲线，从曲线上测量值，并与参数值的计算结果进行比较，分析了误差原因。2.实验观测结果总结、总结了积分电路和微分电路的形成条件，阐明了波形转换的特点。经验和其他。附录I VC9804A数字多用表附录ii MF-500多米一.用途MF-500万用表是高灵敏度、大量限制的便携式整流系统。该仪表共有24个测量限制，可以分别测量交流直流电压、直流电流、电阻和音频水平，适用于在无线电、通信和电气业务单位

7、进行一般测量。仪表的环境温度为0 400C，相对湿度适合在25 80%以下的环境下工作。第二，性能1.仪表的测量范围和准确度水平(见附表6-1)排程6-1测量范围灵敏度细节级别基本误差100显示默认错误直流电压0 2.5 10 50 250 500v20k /v2.52.5以刻度操作部分上限的百分比表示。2500V4k /v5.05.0交流电压0-10-50-250-500v4k /v5.05.02500V4k /v5.05.0直流电流0 50 a 1 10 100 500ma2.52.5电阻器0 2 20 200 2k 20m 2.52.5以刻度操作部分长度的百分比表示音频级别-10到22d

8、b仪表规定在水平位置使用。3.仪表防御外部磁场的性能等级为级，承受机械力作用的性能为一般类型。4.环境空气温度从2020C变化到0 400C范围内的任意温度时发生的仪表读数变化，每个温度变化100C，直流电压和直流电流的显示值不超过上限的2.5%。交流电压不超过上限的5.0%。电阻不超过弧长的2.5%。5.仪表外壳和电路的绝缘电阻：在相对湿度小于80%的室温条件下，必须大于35m。6.仪表电路与外壳的绝缘强度：50Hz交流正弦波电压6000V，可经受1min的耐压试验。三.结构特征1.MF-500型万用表外壳被压制成苯酚压缩粉，机械强度和电绝缘性能好。2.仪表上安装了减少外部灰尘和有害气体的仪

9、表内部侵蚀的密封装置。3.仪表的刻度板很宽，指针端是刀形的，可以清楚地表示测量值。4.电池盒位于仪表背面，与仪表内部隔离，方便更换电池。5.公制外形规格：178mm173mm84mm，质量约2千克(请参见图6-1)。四、使用方法图6-1mf-500多米1.使用前，必须调整调光器“S3”，以便指针准确地显示在刻度器的0上方。2.直流电压测量：将测试杆短杆分别插入插槽“K1”和“K2”，从开关手柄“S1”切换到“V”位置，将开关手柄“S2”切换到要测量的直流电压的相应限制位置，然后将测试杆长杆切换到测量直流电压时，如果指针向相反方向偏转，则只需交换测试负载的“”、“-”极。有关读数，请参阅第二个刻

10、度。测量2500V时，将测试拉杆插入“K1”和“K4”插槽。3.交流电压测量：将开关手柄“S1”旋转到“V”位置，然后将开关手柄“S2”旋转到与要测量的交流电压值相对应的限制位置，以类似于直流电压测量。有关50V和50V以上的量的指示值，请参阅第二个刻度；有关10V限制，请参阅“10V”专用刻度。由于整流器仪表的指示值是交流电压的平均值，仪表指示值将补偿为正弦波交流电压的有效值。测量的交流电压的波形失真不应超过基本波形振幅的1%，因为任意瞬时值与基本正弦波相对应的瞬时值之间的差值。如果测量的电压不是正弦波(例如，磁铁饱和调节器的输出电压测量)，则仪表的显示值由波形失真引起误差。4.直流电流测量

11、：通过将开关手柄“S2”旋转到“A”位置，将开关手柄“S1”旋转到需要测量直流电流值的适当限制位置，然后将测试棒连接到测试的电路，可以测量已测量电路的直流电流值。有关显示值，请参见第二个刻度。测量仪和电路之间的接触应保持良好状态，注意不要将测试负载直接跳接至直流电压的两端，以免因过载而损坏仪表。5.电阻测量：将开关手柄“S2”旋转到“”位置，将开关手柄“S1”旋转到“”位置，参见第一刻度以了解标记值。为了提高测试精度，指针必须指示测量的电阻的值尽可能在刻度中间，即整个刻度起始的20%到80%弧度范围内。在1，10，100，1K限制站电池公称电压工作时的结束电压范围1.5V1.35-1.65v9

12、.0V8.1至9.9V直流工作电源系统1.5V 2电池部分，10K量所有直流工作电源系统9V叠层电池部分，工作时的结束电压应与右侧表值匹配。如果短路测试负载曹征电位器“R1”不能将指针标记为“0 ”，则表明电池电压不足，因此应尽快卸下新电池，以免电池腐蚀影响其他部件。更换新电池时，要注意电池极性，并与电池夹保持良好的接触。仪表长期不放的时候，要取出电池。6.音频水平测量：测量方法类似于交流电压测量。将测试棒插入“K1”、“K3”插槽，将切换开关手柄“S1”、“S2”分别放置在“V”和相应的交流电压限制位置。音频级刻度按照0dB=1mW，600传输标准设计。指标显示值为-10至22db，如果大于

13、测量的杨怡22dB，则应在50V或250V限制范围内测量，并且应按照下表中显示的数字修改显示的值。限制根据级别刻度增加值楼层范围50V144-36db250V2818到50dB音频级别和电压、功率关系如下：600负载阻抗下0dB的标称功率=1MW的P1V1是600负载阻抗消耗1mW功率的等效电压，即，即可从workspace页面中移除物件P2、V2电源和电压测量。显示值在“dB”刻度中列出。V.注意事项为了在测量时取得好的效果，并防止不慎使用而导致的仪表损坏，使用仪表时应遵守以下事项：1.仪表在测试过程中不能转动开关手柄。2.无法确定测量的杨怡近似数值时，必须选择距离转换开关作为最大范围的位置

14、，然后选择适当的范围，以使指针达到最大偏转。3.测量直流电流时，仪表应与测试的电路串联，并禁止将测量仪直接跳接至测试电路的电压两端，以防止仪表过载引起的损坏。4.在电路中测量电阻时，必须切断被测试电路的电源，如果电路中有电容器，则必须放电才能测量。不要在电路充电的情况下测量电阻。5.仪表在携带时或每次用完时，最好将开关手柄“S2”旋转到“”位置，使测量机构的两极短路，将“S1”旋转到“”位置，从而打开仪表内部电路，防止因错误的开关手柄位置测量而造成的仪表损坏。6.为了确保安全，在测量交流直流2500V的量时，应将测试杆的一端固定在电路地电上，将测试杆的另一端接触测试的高压电源，在测试过程中要严

15、格执行高压操作程序，双手戴高压绝缘橡胶手套，底部要铺高压绝缘橡胶板，测试时要慎重。7.仪表要经常清洁干燥，以免影响准确度和仪表。附录3函数信号发生器XJ1630型函数信号发生器是由集成电路和半导体管组成的便携式通用函数信号发生器。可以产生正弦波、方波、三角波、脉冲、锯齿波等五种不同波形。一.技术要求1.频率范围和准确度从0.1Hz到2MHz，分为7个频率文件级别，每个文件级别之间的广泛复盖范围显示在附表4-1中。排程4-1频率文件级别(Hz)频率范围(Hz)最大误差值(Hz)10.1-20.1101-20110010-200101K100-2k10010K1k-20k1K100K10K-200k10K1米100k-2m100K1.正弦波失真10%到30hz 3%30Hz以上至100KHz100ns(开放)2.方波响应正面/背面100ns(开放)同步输出信号的幅度和前沿振幅(开口):3vp-p前沿：tr25纳米4.最大输出振幅(开放)F1MHz，最大输出振幅 20vp-p1 MHzf2 MHz下的最大输出宽度 16VP-P5直流偏置(开放)最大直流偏置：10V6.输出阻抗zz0=5057.占用空置率脉冲可以连续