一階動態(tài)電路的響應(yīng)考試實驗報告

一階動態(tài)電路的響應(yīng)測試實驗報告作者:日期:

一階動態(tài)電路的響應(yīng)測試實驗報告1.實驗摘要1、研究RC電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。用示波器觀察響應(yīng)過程。電路參數(shù)：R=100K、C=10uF、Vi=5V2?從響應(yīng)波形圖中測量時間常數(shù)和電容的充放電時間2?實驗儀器5V電源，100KQ電阻，10uF電容，示波器，導(dǎo)線若干2?實驗原理RC電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)電路中某時刻的電感電流和電容電壓稱為該時刻的電路狀態(tài)。t=0時，電容電壓uc(0)稱為電路的初始狀態(tài)。在沒有外加激勵時，僅由t=0零時刻的非零初始狀態(tài)引起的響應(yīng)稱為零輸入響應(yīng)，它取決于初始狀態(tài)和電路特性(通過時間常數(shù)t=RC來體現(xiàn)),這種響應(yīng)時隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減的。(iii)在零初始狀態(tài)時僅由在t0時刻施加于電路的激勵引起的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)，它取決于外加激勵和電路特性，這種響應(yīng)是由零開始隨時間按指數(shù)規(guī)律增長的。(iiii)線性動態(tài)電路的完全響應(yīng)為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)之和動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的過渡過程是十分短暫的單次變化過程。要用普通示波器觀察過渡過程和測量有關(guān)的參數(shù)，就必須使這種單次變化的過程重復(fù)出現(xiàn)。為此，我們利用信號發(fā)生器輸出的方波來模擬階躍激勵信號，即利用方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵信號； 利用方

只要選擇方波的重復(fù)波的下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵信號只要選擇方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大于電路的時間常數(shù)T，那么電路在這樣的方波序列脈沖信號一的激勵下，它的響應(yīng)就和直流電接通與斷開的過渡過程是基本相同的2?時間常數(shù)t的測定方法：用示波器測量零輸入響應(yīng)的波形，根據(jù)一階微分方程的求解得知uc=Um*e-t/RC=Um*e-t/t，當(dāng)t=t時，即t為電容放電時間，Uc(t)=0.368Um。此時所對應(yīng)的時間就等于t。亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增加到0.632Um所對應(yīng)的時間測得，即電容充電的時間 t.測量電容充放電時間的電路圖(Space](Space]——js ,「10uF二NR

lOOkOhrr如圖所示，R=100?,us=5V,c=10uF,單刀雙擲開關(guān)A.4實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄(i)按如圖所示的電路圖在連接好電路， 測量電容C的兩端電壓變化，即一階動態(tài)電路的響應(yīng)測試。用示波器測量電容兩端的電壓，示波器的測量模式調(diào)整為追蹤。打開電源開關(guān)，將開關(guān)和電壓源端相接觸，使電容充電，用示

波器記錄電容充電時的電壓變化。(iiii)將開關(guān)和另一端相接觸，使電容放電，用示波器記錄電容放電時的電壓變化充電時波形圖R160LSTOP■. Rol1Mode | AUTOifl->X^5*e00s■Iifi->7?_16emlJijB->X^-4.7605；卜i ■i_8s—B~>V=3?20U!—AXi1,040s_'t-y.r-- ■; ?一y彳1ZAX±96j.5皿％ =:!/au-tnj.ijifaY-a?U\/H?坤—ll■\!11[1 :jIi!!_1 ,..J1 1"j I\1冃它i「 - r - 「 IprdK2)工廉癥**當(dāng)剛—2.00UTime1.906sfit+0.0OQ6eDKWTi DKWTi 1.000sSHf.D0O0S放電時波形圖

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