【实验报告,实验十一,一阶电路暂态过程的研究】一阶电路的暂态过程实验报告.docx

【实验报告,实验十一,一阶电路暂态过程的研究】一阶电路的暂态过程实验报告
实验　一阶电路暂态过程的研究一、实验目的1、研究ＲＣ一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点；
2、学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对【实验报告,实验十一,一阶电路暂态过程的研究】一阶电路的暂态过程实验报告
实验　一阶电路暂态过程的研究一、实验目的1、研究ＲＣ一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点；
2、学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响；
3、掌握微分电路和积分电路的基本概念。二、实验设备1、GDS-1072-U数字示波器2、AFG2025函数信号发生器（方波输出）3、EEL-52组件（含电阻、电容）三、实验原理1、ＲＣ一阶电路的零状态响应ＲＣ一阶电路如图11-1所示，开关S在‘1’的位置，ｕC＝0，处于零状态，当开关S合向‘2’的位置时，电源通过R向电容C充电，ｕC（ｔ）称为零状态响应。
变化曲线如图11-2所示，当ｕC上升到所需要的时间称为时间常数，。
2、ＲＣ一阶电路的零输入响应在图11-1中，开关S在‘2’的位置电路电源通过R向电容C充电稳定后，再合向‘1’的位置时，电容C通过R放电，ｕC（ｔ）称为零输入响应。
输出变化曲线如图11-3所示，当ｕC下降到所需要的时间称为时间常数，。
3、测量ＲＣ一阶电路时间常数图11－1电路的上述暂态过程很难观察，为了用普通示波器观察电路的暂态过程，需采用图11－4所示的周期性方波ｕS作为电路的激励信号，方波信号的周期为T，只要满足，便可在普通示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。
电阻R、电容C串联与方波发生器的输出端连接，用双踪示波器观察电容电压ｕC，便可观察到稳定的指数曲线，如图11-5所示，在荧光屏上测得电容电压最大值：
取，与指数曲线交点对应时间ｔ轴的ｘ点，则根据时间ｔ轴比例尺（扫描时间），该电路的时间常数。
4、微分电路和积分电路在方波信号ｕS作用在电阻R、电容C串联电路中，当满足电路时间常数远远小于方波周期T的条件时，电阻两端（输出）的电压ｕR与方波输入信号ｕS呈微分关系，，该电路称为微分电路。当满足电路时间常数远远大于方波周期T的条件时，电容C两端（输出）的电压ｕC与方波输入信号ｕS呈积分关系，，该电路称为积分电路。
微分电路和积分电路的输出、输入关系如图11－6（ａ）、（ｂ）所示。
四、实验内容实验电路如图11-7所示，图中电阻R、电容C从EEL-51D组件上选取（请看懂线路板的走线，认清激励与响应端口所在的位置；
认清Ｒ、Ｃ元件的布局及其标称值；
各开关的通断位置等），用双踪示波器观察电路激励（方波）信号和响应信号。ｕS为方波输出信号，调节函数信号发生器输出，从示波器上观察，使方波的峰－峰值和频率为：ＶP-P＝2Ｖ，f=1ｋHz。
1、ＲＣ一阶电路的充、放电过程（1）测量时间常数τ选择EEL-52组件上的Ｒ、Ｃ元件，令Ｒ=3KΩ，Ｃ＝，用示波器观察激励ｕS与响应ｕC的变化规律，测量并记录时间常数τ。（2）观察时间常数τ（即电路参数R、C）对暂态过程的影响令Ｒ＝5kΩ，Ｃ=，通过双踪示波器观察并描绘电路激励和响应的波形，继续增大Ｃ（～）或增大R（取10kΩ），