电路分析C实验五、一阶设计实验.ppt

1、设计性实验报告要求：(1).实验目的(2).设计要求(3).电路设计叙述工作原理，画出电路图，计算并确定元件参数。(4).测试数据及分析 简述调试方式。 记录测试数据，并绘出所观察到的输出波形图。 分析实验结果，得出相应结论。 (5) 调试过程中所遇到的问题及解决方法。,设计性实验一,一阶网络响应特性的研究,实验目的,研究一阶RC电路的零状态响应和零输入响应的基本规律和特点。 理解时间常数对响应波形的影响。 掌握有关积分电路和微分电路的概念。,设计任务,1、设计一个RC充放电路 2、设计一个积分电路 3、设计一个微分电路,1、设计一个RC充放电路 输入信号为恒定电压Us= 5V 时间常数在0.

2、4s-1s之间 2、设计一个积分、微分电路 设计一个由Upp=6v,f=1kHz方波信号激励的积分、微分电路 . 要求积分电路的时间常数 10T 要求微电路的时间常数 T/10,输入信号为恒定电压Us= 5V 时间常数在0.4s-1s之间 用示波器观察电容电压Uc变化规律，分别记录零状态响应和零输入响应的波形。 注:选择一组参数,1、设计一个RC充放电路,一阶RC电路图,当t=0时，开关K打向1位置，此时为一阶RC电路的零状态响应，即RC充电电路 。 在充电的过程中，电容电压uC随时间按指数规律上升，上升的速度取决于电路中的时间常数，即R或C的参数越大，时间常数也越大，电容充电的时间也越长，当

3、t=5时，uC=0.993uS，一般认为已上升到5V的值。,当开关K由1位置打向2位置，此时为一阶RC电路的零输入响应，即RC放电电路 。 在放电的过程中，电容电压初始值为u0=5V，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的时间常数，即R或C的参数越大，时间常数也越大，电容放电的时间也越长，当t=5时，uC=0.007u0，一般认为电容电压u0已衰减到0。,注意事项,用示波器观察响应时，应注意以下几点： 1、在使用CH1/2通道时，正确的选择耦合模式 ，这时应将它选择在直流耦合模式 。 2 、正确的选择垂直刻度：电压的量程挡要合适。 3 、正确的选择水平刻度 ：扫描时间要选取适当

4、，扫描位置应置于S档，当扫描亮点开始在荧光屏右端出现时，立即改变开关K的位置，以便观察完整的响应扫描波形。 以滚动模式显示波形 （在示波器的水平设置菜单中调出滚动模式）。,2、设计一个微分电路,设计一个由Upp=6v,f=1kHz方波信号激励的微分电路,要求微电路的时间常数 (T为方波信号的周期) 分别记录U(t)、UR(t)的波形。 当f和C保持不变，改变R 注:(选择二组不同的R值),微分电路实验图,微分电路输入、输出波形,(1)在t=0时，因电容上电压不能突变（来不及充电，相当于短路，uC0），输入电压us全降在电阻R上，即uR6V。随后（t0），电容C的电压按指数规律快速充电上升，输出

5、电压随之按指数规律下降（因uRusuC），经过大约3（RC）时，uC=6V，uR=0，的值愈小，此过程愈快，输出正脉冲愈窄。（2）t=T/2时，uS由6V0,相当于输入端被短路，电容开始按指数规律经电阻R放电，刚开始，电容C来不及放电，它的左端（正电）接地 ，所以uR6V，之后uO随电容的放电也按指数规律减小，同样经过大约3后，放电完毕，输出一个负脉冲。,3、设计一个积分电路,设计一个由Upp=6v,f=1khz方波信号激励的积分电路,要求积分电路的时间常数 (T为方波信号的周期) 分别记录U(t)、Uc(t)的波形 当f和C保持不变，改变R 注:（选择二组不同的R值),积分电路实验图,积分电

6、路输入、输出波形,t=0, uS由06V，因电容上电压不能突变，uC0 0 tT/2，电容开始充电，uC按指数规律上升，由于10T，电容充电非常缓慢，uC上升很小，uCuR。 3）t=T/2时，uS由60，相当于输入端被短路，电容R缓慢放电，uC按指数规律下降。 在方波到来期间，电容只是缓慢充电，u0还未上升到6V时，方波就消失，电容开始放电，而且越大，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。,注意事项,1、在观察uS（t ）和uc（t）的波形时，由于两者幅度相差较大，因此要注意调节垂直刻度的量限。 2、信号源的“地线”要和示波器的“地线”接在一起。 3、可使用示波器的储存或调

7、出功能 ，将二组不同的参数结果储存，以便观察、对比、分析。,实验仪器,直流稳压电源 数字示波器 数字万用表 实验箱,注意：,在电路未连接完成或未检查前，不要通电。 实验结束时,请将与实验板的连线拆除,但不要拆除连接仪器上的连线！ 请将实验台桌收拾好，老师检查后，方可离开。,RC充放电路元件选取范围,电容:10uF 47uF 100uF 2.2uF 4.7uF 112 号 10uF 47uF 2.2uF 1326号 100uF 4.7uF 10uF 2738号 47uF 2.2uF 100uF 先选定C，再选择1组R值,微分电路元件选取范围,电容: 0.1uF 0.01uF 0.022uF 112 号 0.1uF 1326号 0.01uF 2738号 0.022uF 保持f和C不