一階動態(tài)電路暫態(tài)過程的研究

1、18實驗四實驗四一階動態(tài)電路暫態(tài)過程的研究一階動態(tài)電路暫態(tài)過程的研究一實驗目的一實驗目的1、研究一階RC電路的零輸入響應、零狀態(tài)響應和全響應的變化規(guī)律和特點。2、研究一階電路在階躍激勵和方波激勵情況下，響應的基本規(guī)律和特點。測定一階電路的時間常數(shù)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、研究一階動態(tài)電路階躍響應和沖激響應的關系。5、學習用示波器觀察和分析電路的響應。二實驗原理二實驗原理1.含有動態(tài)元件的電

2、路，其電路方程為微分方程。用一階微分方程描述的電路，為一階電路。圖6－1所示為一階RC電路。首先將開關S置于1使電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。在t=0時刻由1扳向2，電路對激勵Us的響應為零狀態(tài)響應，有RCtSSCeUUtu???)(這一暫態(tài)過程為電容充電的過程，充電曲線如圖6－2a所示。電路的零狀態(tài)響應與激勵成正比。USuVτts0.368US0.632USUSuVτtsC_USSR_12uc(t)00圖61圖62（a）充電曲線圖62（b）放電曲

3、線若開關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，有RCtSCeUtu??)(這一暫態(tài)過程為電容放電過程，放電曲線如圖6－2b所示。電路的零輸入響應與初始狀態(tài)成正比。動態(tài)電路的零狀態(tài)響應與零輸入響應之和稱之為全響應全響應與激勵不存在簡單的線性關系。2.一階RC動態(tài)電路在一定的條件下，可以近似構成微分電路或積分電路。20三實驗內容三實驗內容1、圖6－3(a)所示微分電路(一階電路在掛件EEL1上)接至峰－峰

4、值一定，周期T一定的方波信號源(VPP=2Vf=1KHZ)選擇不同電阻元件和電容元件觀察并描繪=T，??=0.1T和=0.01T三情況下的us(t)、uc(t)和uo(t)。用示波器測出對應=0.1T的時間??常數(shù)，并與理論值比較。2、圖6－4(a)所示積分電路接至峰－峰值一定，周期T一定的方波信號源(VPP=2Vf=1KHZ)選取合適的電阻、電容參數(shù)，觀察并描繪=T，=3T和=5T三種情況下???的us(t)、uc(t)(uR(t))

5、和uo(t)。用示波器測出對應=0.1T的時間常數(shù)，并與理論值?比較。3、用電壓表、秒表測定R、C電路中電容器充電曲線；測定時間常數(shù)并對電路中?給定的參數(shù)進行比較分析。利用實驗臺EEL－31掛件中的電路“RC串聯(lián)電路瞬變過程”，如圖6－6。用導線連接1與2接線柱。打開掛箱電源開關，斷開S1與S2，使電容處于放電狀態(tài)。調節(jié)RP2電阻值，選擇不同的合上S1，電容C1處于充電過程。調節(jié)RP2，改變U3的電壓值，當U2U3時，比較??器輸出端V

6、的指示燈亮，用秒表測量開關S1合上瞬間至V指示燈亮的時間，即可測出電容充電到U3值時的時間，作出相應的充電曲線。12V12VRP247KR12KS1C11000uFS2C21000uF123_VRP210K圖66※4、對圖6－3(a)64(a)所示RC電路施加單脈沖激勵，由示波器觀察輸出電壓的沖激響應。記錄所觀察到的波形。※5、設計圖6－5所示的抽象一階電路為一個具體的一階動態(tài)電路，用雙蹤示波器同時觀察所設計的一階電路的階躍響應和沖激響