一階動態(tài)電路暫態(tài)過程的研究報(bào)告

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1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請指正。 實(shí)驗(yàn)3 一階動態(tài)電路暫態(tài)過程的研究報(bào)告 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? （1） 研究一階RC電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的變化規(guī)律和特點(diǎn)。 （2） 研究一階電路在階躍激勵和方波激勵情況下，響應(yīng)的基本規(guī)律和特點(diǎn)。測定一階電路的時間常數(shù)t,了解電路參數(shù)對時間常數(shù)的影響。 （3） 掌握積分電路和微分電路的基本概念。 （4） 學(xué)習(xí)用示波器觀察和分析電路的響應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)原理： （1） 在電路中， 開關(guān)S置于1使電路處于零狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)在t＝0時刻由1扳向2，電路對激勵US的響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)，有 uC（

2、t）=US－USe 若開始開關(guān)S首先置于2使電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時刻由2扳向1，電路為零輸入響應(yīng)，有 uC（t）= USe 動態(tài)電路的零狀態(tài)響應(yīng)與零輸入響應(yīng)之和為全響應(yīng)。全響應(yīng)與激勵不存在簡單的線性關(guān)系。 （2） 動態(tài)電路在換路以后，一般經(jīng)過一段時間的暫態(tài)過程后便達(dá)到穩(wěn)定。故要由方波激勵實(shí)現(xiàn)一階RC電路重復(fù)出現(xiàn)的充電過程，其中方波激勵的半周期T/2與時間常數(shù)τ（＝RC）之比保持在5：1左右的關(guān)系，可使電容每次充、放電的暫態(tài)過程基本結(jié)束，再開始新一次的充、放電暫態(tài)過程。 （3） RC電路充、放電的時間常數(shù)τ可從示波器觀察的響應(yīng)波

3、形中計(jì)算出來。設(shè)時間坐標(biāo)單位確定，對于充電曲線，幅值由零上升到終值的63.2％所需的時間為時間常數(shù)τ。對于放電曲線，幅值由零下降到初值的36.8％所需的時間同為時間常數(shù)τ。 （4） 一階RC動態(tài)電路再一定的條件下，可以近似構(gòu)成微分電路或積分電路。當(dāng)時間常數(shù)τ（＝RC）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于方波周期，輸出電壓Uo(t)與方波激勵Us(t)的微分近似成比例。當(dāng)時間常數(shù)τ（＝RC）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于方波的周期，輸出電壓Uo(t)與方波激勵Us(t)的積分近似成比例。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟： （1） 連接如圖電路，應(yīng)用示波器觀察RC電路充、放的動態(tài)波形，確定時間常數(shù)，并與理論值進(jìn)行比較

4、 （2） 如圖所示，微分電路接至峰值一定，周期T一定的方波信號源，調(diào)節(jié)電阻值和電容箱電容值。觀察并描繪τ＝0.01T, τ＝0.2T和τ＝T三種情況下的Us(t)和Uo(t)的波形。用示波器測出對應(yīng)各種的時間常數(shù)，記入表格中，并與給定的理論值比較。 一階微分電路的研究 參數(shù)值 時間常數(shù) 波形 R/K C/uF τ(理論值) τ（測試值） Us(t) Uo(t) 10 1 0.01T 0.0140 尖脈沖波 方波 200 1 0.2T 0.1840 尖脈沖波 方波 1000 1 T 0.9823 尖脈沖波 方波

5、(3) 如圖接電路，積分電路接至峰－峰值一定，周期T一定的方波信號源，選取合適的電阻，電容參數(shù)，觀察并描繪，τ＝0.01T, τ＝0.2T和τ＝T三種情況下的Us(t)和Uo(t)的波形。用示波器測出對應(yīng)各種的時間常數(shù)。自擬表格，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)和波形。并與給定的理論值比較。 答：比較數(shù)據(jù)可知道理論值與測試值有一定的出入。 分析圖如下： 參數(shù)值 時間常數(shù) 波形 R/K C/uF τ(理論值) τ（測試值） Us(t) Uo(t) 1000 1 T 0.9912 三角波 方波 3000 1 3T 2.943 三角波 方波 5000 1 5T 5.002 三角波 方波 （4）將RC一階電路改為RL一階電路，觀察并描繪有關(guān)暫態(tài)過程的波形。 （5） 設(shè)計(jì)一個簡單的一階網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)線路，要求能觀察到該網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。研究輸入響應(yīng)與初始狀態(tài)，零狀態(tài)響應(yīng)與激勵的線性關(guān)系。討論全響應(yīng)與激勵的關(guān)系。 6 / 6