北京交通大學(xué)_一階電路“黑箱”模塊的時(shí)域測量和辨別.docx

一階電路“黑箱”模塊的時(shí)域測量和辨別實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：宋姝 班級：通信1402 學(xué)號：14211048 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：九教南501 2015/12/12一階電路“黑箱”模塊的時(shí)域測量和辨別1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟練運(yùn)用動(dòng)態(tài)電路波形測量和時(shí)間常數(shù)測量。（2）綜合運(yùn)用一階動(dòng)態(tài)電路分析理論知識，深入理解動(dòng)態(tài)元件特性和一階動(dòng)態(tài)電路特有的階躍響應(yīng)波形。2.電路原理（1）二端“黑箱”。 “黑箱”是指隱藏了連接方式和元件參數(shù)的一個(gè)電阻和一個(gè)動(dòng)態(tài)元件用串/并聯(lián)方式構(gòu)成的二端模塊。在本實(shí)驗(yàn)中，模塊作為被測量和識別的對象。一個(gè)模塊中的動(dòng)態(tài)元件可能是電感或電容，與電阻的連接方式可能是串聯(lián)或并聯(lián)。(2)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。每組學(xué)生隨機(jī)領(lǐng)取一個(gè)“黑箱”模塊，利用通用實(shí)驗(yàn)板上的一個(gè)已知阻值的電阻，串聯(lián)“黑箱”模塊構(gòu)成被測電路。實(shí)驗(yàn)任務(wù)是用時(shí)域測量方法，測量二端一階“黑箱”的外特性，辨別“黑箱”內(nèi)部元件、元件參數(shù)及其連接方式?！昂谙洹蹦K的兩種測量方案如實(shí)驗(yàn)圖所示。（3）對實(shí)驗(yàn)測量方法的規(guī)定。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量時(shí), 必須將外接電阻與模塊串聯(lián)后接入信號發(fā)生器，信號源采用幅度為l V的周期方波, 用示波器測量電路的階躍響應(yīng)波形, 通過初始值、穩(wěn)態(tài)值和時(shí)間常數(shù)的測量來計(jì)算和辨別 “黑箱”模塊內(nèi)部兩個(gè)元件的參數(shù)值和連接方式。不允許用萬用表等其他儀器或采用頻域阻抗測量等方法。RC串： RC并：RL串： RL并：四種情況波形圖和電路圖如下：3實(shí)驗(yàn)儀器及器材信號發(fā)生器、“黑箱”模塊（動(dòng)態(tài)原件和電阻的結(jié)合）示波器、實(shí)驗(yàn)箱。4.實(shí)驗(yàn)方案（1）按方案A連接好電路，信號源產(chǎn)生VPP=1V，f=10kHz的方波，外部串聯(lián)R。=1k（2）根據(jù)波形判斷黑箱內(nèi)連接方式，再進(jìn)行計(jì)算。5實(shí)驗(yàn)分析選擇外電阻為1k；（1）輸入電壓源初始值位置對應(yīng)的輸出電壓圖像上的電壓值為V（0+），即“黑箱”內(nèi)的電阻占電路電壓的比值，觀察其值為 v。根據(jù) ，得R0=2.132k；（2）根據(jù)黑箱波形圖（上圖）判斷黑箱內(nèi)部為LC并聯(lián)；（3）測時(shí)間常數(shù) ：圖像上0.368*V（0+）0.632*V（）所花時(shí)間即為時(shí)間常數(shù)，測得為=9.00s；（4）測電感大?。焊鶕?jù)公式 ，得L=0.009H。6實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）檢查預(yù)習(xí)。假定外加方波峰-峰-值為1V，半周期等于6倍時(shí)間常數(shù)，外接串聯(lián)電阻等于黑箱內(nèi)部電阻，畫出四種可能連接方式的一個(gè)周期的波形。（2）實(shí)驗(yàn)中選擇的外接串聯(lián)電阻阻值為2k。（3）判斷黑箱內(nèi)部動(dòng)態(tài)元件與電阻連接方式為：電感與電阻并聯(lián)。動(dòng)態(tài)元件及其參數(shù)為：L=0.009H。電阻值為：R=2.132。（4）測得時(shí)間常數(shù)為：=9.00s（5）畫出兩種接地方式下波形的草圖，標(biāo)出關(guān)鍵數(shù)據(jù)（初