二階電路動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)二：二階電路動(dòng)態(tài)響應(yīng)學(xué)號：1528406027姓名：李昕怡成績：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳羁汤斫夂驼莆樟爿斎腠憫?yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng).深刻理解欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼的意義.研究電路元件參數(shù)對二階電路動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響.掌握用Multisim軟件繪制電路原理圖的方法.二、實(shí)驗(yàn)原理及思路實(shí)驗(yàn)原理：用二階微分方程描述的動(dòng)態(tài)電路稱為二階電路。如圖所示的RLC串聯(lián)電路是一個(gè)典型的二階電路，可以用下述二階線性常系數(shù)微分方程來描述：d2u duLC——^+RC—^+u=Udt2 dt cc定義衰減系數(shù)(阻尼系數(shù))a=R,自由振蕩角頻率(固有頻率)定義衰減系數(shù)(阻尼系數(shù))a=R,自由振蕩角頻率(固有頻率)L①01.零輸入響應(yīng).動(dòng)態(tài)電路在沒有外施激勵(lì)時(shí)，由動(dòng)態(tài)元件的初始儲能引起的響應(yīng)，稱為零輸入響應(yīng)。(1)當(dāng)R>2；C時(shí)，響應(yīng)是非振蕩性的，稱為過阻尼情況.(2)當(dāng)R=2C時(shí)，響應(yīng)是臨界振蕩，稱為臨界阻尼情況.(3)當(dāng)RV2C時(shí)，響應(yīng)是振蕩性的，稱為欠阻尼情況..零狀態(tài)響應(yīng).動(dòng)態(tài)電路的初始儲能為零，由外施激勵(lì)引起的電路響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng).與零輸入響應(yīng)類似，電壓電流的變化規(guī)律取決于電路結(jié)構(gòu)、電路參數(shù)，可以分為過阻尼、欠阻尼、臨界阻尼等三種充電過程。實(shí)驗(yàn)思路：.用方波信號作為輸入信號，調(diào)節(jié)方波信號的周期，觀測完整的響應(yīng)曲線..用可變電阻R代替電路中的電阻，計(jì)算電路的臨界阻尼，調(diào)整R的大小，使電路分別處于欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼的情況，觀測電容兩端的瞬態(tài)電壓變化..測定衰減振蕩角頻率①d和衰減系數(shù)a.在信號發(fā)生器上讀出信號的震蕩周期Td,則：2兀①d=2兀fd=t~Td1h1a=In1Tdh2其中h1、h2分別是兩個(gè)連續(xù)波峰的峰.三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果.計(jì)算臨界阻尼.R=2《Cx1.348kQ.Multisim仿真.（1）從元器件庫中選擇可變電阻、電容、電感，創(chuàng)建如圖所示電路.（2）將J1與節(jié)點(diǎn)0相連，用Multisim瞬態(tài)分析仿真零輸入響應(yīng)（參數(shù)欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼三種情況），觀測電容兩端的電壓，將三種情況的曲線繪制在同一張圖上，從上至下分別是：R=10%R（欠阻尼），R=1.348kQ（臨界阻尼），R=90%R（過阻尼）. 1 1SelectedTrace:"⑶文件舊菜扇⑥視圖”I工具⑴出日忖10口即啜表處SelectedTrace:"⑶文件舊菜扇⑥視圖”I工具⑴出日忖10口即啜表處靜同則值瞬態(tài)分析］璐態(tài)分析|瞬態(tài)分析|瞬態(tài)分析|瞬態(tài)分析|瞬態(tài)分析|瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析|瞬態(tài)分析］查看記錄儀國百口膏島M鵑蠡3瞬態(tài)分析電路1瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析（3）將J1與節(jié)點(diǎn)4相連，用Multisim瞬態(tài)分析仿真全響應(yīng)（欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼三種情況），觀測電容兩端的電壓，將三種情況的曲線繪制在同一張圖上，從上至下分別是：R1=10%R（欠阻尼），R1=1.348kQ（臨界阻尼），R1=90%R（過阻尼）. 1 1（4）在Multisim中用函數(shù)發(fā)生器、示波器和波特圖繪制如圖所示的電路圖，函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)置：方波、頻率1kHz、幅度5V、偏置5V.

用瞬態(tài)分析觀測電容兩端的電壓.R1=10%R（欠阻尼）:R=1.348k。（臨界阻尼）:R=90%R（過阻尼）:|n同冏時(shí)間 通道通道f 通道/ 逋道_口178.000ms 0.000V 0.000V 133.258mV 0.000V178,003ms 0.000V 0.000V 120.970mV 0.000V保T2-T13.497us 0.000V (J.000V -12.289mV 0.000VGNE回耳』 A比例I5吧 丫用器io 口qb邊沿 ka由平rr外部1比例pc￥借罟)0us/DivFn2.在電路板上焊接實(shí)驗(yàn)電路，器件參數(shù)：R1=100。、L=10mH、C=47nF、可變電阻R2. 1

3.調(diào)節(jié)可變電阻R，觀察二階電路在方波信號下由過阻尼過渡到臨界阻尼，最后過渡到欠阻慮的變化過渡過程，記錄三種情況下R的值，記錄示波器上顯示的波形 24.調(diào)節(jié)R使示波器熒光屏上呈現(xiàn)穩(wěn)定的欠阻尼響應(yīng)波形，定量測定此時(shí)電路的衰減素?cái)?shù)a和振蕩頻率①d，記錄所測數(shù)據(jù).波形RLC振蕩周期Td第一波峰峰值h 1 第二一波峰峰值h 2 !HI.66。10mH22nF92Ps1.72V0.34V理論值測量值［衰減振蕩角頻率①d67420.068260.9衰減系數(shù)a16600.017621.0四、結(jié)論及分析.結(jié)論：當(dāng)RLC串聯(lián)電路中電阻R值由大至小改變時(shí)，電路由過阻尼情況過渡到臨界阻尼情況，再由臨界阻尼情況過渡到欠阻尼情況，電容兩端的電壓波形也隨之改變..誤差分析：萬用表測量時(shí)和讀數(shù)時(shí)的誤差；電感和電容存在交流損耗，這種交流損耗可