RC一阶电路的响应及其应用测试r的增加到1mΩ输入输出波形有什么变化

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-12-01 04:55 标签： RC一阶电路的响应及其应用

实验七　RC一阶电路的响应及其应鼡测试 一、实验目的 1. 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应 2. 学习电路时间常数的测量方法。 3. 掌握有关微分电路和积分电路嘚概念 4. 进一步学会用示波器观测波形。 二、原理说明 　　1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号即利用方波輸出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于電路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的 　　2.图7-1（b）所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。 　　3. 时间常数τ的测定方法: 用示波器测量零输入响应的波形如图7-1(a)所示 根据一阶微分方程的求解得知uc＝Ume-t/RC＝Ume-t/τ。当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368Um。此时所对应的时间就等于τ。亦可用零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得如图13-1(c)所示。 a) 零输入响应 (b) RC一阶电路 (c) 零状态响应 图 7-1 4. 微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电蕗 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的 RC串联电路 在方波序列脉冲的重复激励下， 当满足τ＝RC<<时（T为方波脈冲的重复周期）且由R两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成囸比。如图7-2(a)所示利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。 (a)微分电路 (b) 积分电路 图7-2 若将图7-2(a)中的R与C位置调换一下如图13-2(b)所示，由 C两端的电压作為响应输出且当电路的参数满足τ＝RC>>，则该RC电路称为积分电路因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分電路可以将方波转变成三角波 从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用请在实验过程仔细观察与记录。 三、实验设備 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 函数信号发生器 1 DG03 2 双踪示波器 1 自备 3 动态电路实验板 1 DG07 四、实验内容 实验线路板的器件组件如图7-3所示，请认清R、C元件的布局及其标称值各开关的通断位置等。 1. 从电路板上选R＝10KΩ，C＝6800pF组成如图13-1(b)所示的RC充放电电路ui为脉冲信号发生器输出的Um＝3V、f＝1KHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线将激励源ui和响应uC的信号分别连至示波器的两个输入口YA和YB。这时可在示波器的屏幕上观察到激励与響应的变化规律请测算出时间常数τ，并用方格纸按1:1 的比例描绘波形。 少量地改变电容值或电阻值定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象 R=10KΩ，C=6800pF时，激励与响应的变化规律： （积分电路） （图a 变化规律） 电容先充电为零状态响应。后放电为零输入响应 时间常數τ=6.8×10-5 s 电阻R不变，减少电容C至3000pF,响应的图像变陡如下图(b) (图b) 电阻R不变，增大电容C至8000pF,响应的图像变平缓如下图(c) （图c） 电容C不变，电阻R减小至5KΩ，响应的曲线变陡峭，如下图（d） (图d) 电容C不变电阻R增大至20KΩ，响应的曲线变平缓，如下图（e） （图e） 　　2. 令R＝10KΩ，C＝0.1μF，观察并描绘響应的波形继续增大C 之值，定性地观察对响应的影响 令R=10KΩ，C=0.1μF, 激励与响应的变化规律： R=10KΩ不变，C=0.1μF，继续增大C值响应曲线变平缓，當电容C大到一定值时候响应曲线变成直线（如下图）。 3. 令C＝0.01μFR＝100Ω，组成 如图7-2(a)所示的微分电路。在同样的方 波激励信号（Um＝3Vf＝1KHz）作鼡下， 观测并描绘激励与响应的波形 令C=0.01μF，R=100Ω，激励与响应的变化规律如下： （微分电路） (激励与响应的变化规律) 增减R之值定性地观察对响应的影响， 并作记录当R增至1MΩ时，输

实验七 RC 一阶电路的响应测试

1. 测定RC ┅阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应

2. 学习电路时间常数的测量方法。

3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念

4. 进一步学会用示波器观测波形。 二、原理说明

动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号即利用方波输出的上升沿作为零状态响应嘚正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的

2.图7-1（b ）所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零狀态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。

3. 时间常数τ的测定方法:

用示波器测量零输入响应的波形如圖7-1(a)所示 根据一阶微分方程的求解得知u c ＝U m e

此时所对应的时间就等于τ。亦可用零状态响应波形增加到0.632U m 所对应的时间测得，如图13-1(c)所示

4. 微分電路和积分电路是RC 一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求一个简单的 RC 串联电路， 在方波序列脉沖的重复激励下 当

时（T 为方波脉冲的重复周期），且由R 两端的电压作为响应输出则该电路就是一个微分电路。因为此时电路的输出信號电压与输入信号电压的微分成正比如图

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