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一阶动态电路暂态过程的研究报告

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一阶动态电路暂态过程的研究报告_第1页
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真诚为您提供优质参考资料,若有不当之处,请指正实验3一阶动态电路暂态过程的研究报告实验目的:(1) 研究一阶RC电路的零输入响应、零状态响应和全响应的变化规律和特点2) 研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下,响应的基本规律和特点测定一阶电路的时间常数t,了解电路参数对时间常数的影响3) 掌握积分电路和微分电路的基本概念4) 学习用示波器观察和分析电路的响应实验原理:(1) 在电路中, 开关S置于1使电路处于零状态,当开关在t=0时刻由1扳向2,电路对激励US的响应为零状态响应,有 uC(t)=US-USe 若开始开关S首先置于2使电路处于稳定状态,在t=0时刻由2扳向1,电路为零输入响应,有 uC(t)= USe 动态电路的零状态响应与零输入响应之和为全响应全响应与激励不存在简单的线性关系2) 动态电路在换路以后,一般经过一段时间的暂态过程后便达到稳定故要由方波激励实现一阶RC电路重复出现的充电过程,其中方波激励的半周期T/2与时间常数τ(=RC)之比保持在5:1左右的关系,可使电容每次充、放电的暂态过程基本结束,再开始新一次的充、放电暂态过程。

3) RC电路充、放电的时间常数τ可从示波器观察的响应波形中计算出来设时间坐标单位确定,对于充电曲线,幅值由零上升到终值的63.2%所需的时间为时间常数τ对于放电曲线,幅值由零下降到初值的36.8%所需的时间同为时间常数τ4) 一阶RC动态电路再一定的条件下,可以近似构成微分电路或积分电路当时间常数τ(=RC)远远小于方波周期,输出电压Uo(t)与方波激励Us(t)的微分近似成比例当时间常数τ(=RC)远远大于方波的周期,输出电压Uo(t)与方波激励Us(t)的积分近似成比例实验内容与步骤:(1) 连接如图电路,应用示波器观察RC电路充、放的动态波形,确定时间常数,并与理论值进行比较 (2) 如图所示,微分电路接至峰值一定,周期T一定的方波信号源,调节电阻值和电容箱电容值观察并描绘τ=0.01T, τ=0.2T和τ=T三种情况下的Us(t)和Uo(t)的波形用示波器测出对应各种的时间常数,记入表格中,并与给定的理论值比较一阶微分电路的研究参数值时间常数波形R/KC/uFτ(理论值)τ(测试值)Us(t)Uo(t)1010.01T0.0140尖脉冲波方波20010.2T0.1840尖脉冲波方波10001T0.9823尖脉冲波方波(3) 如图接电路,积分电路接至峰-峰值一定,周期T一定的方波信号源,选取合适的电阻,电容参数,观察并描绘,τ=0.01T, τ=0.2T和τ=T三种情况下的Us(t)和Uo(t)的波形。

用示波器测出对应各种的时间常数自拟表格,记录有关数据和波形并与给定的理论值比较答:比较数据可知道理论值与测试值有一定的出入分析图如下:参数值时间常数波形R/KC/uFτ(理论值)τ(测试值)Us(t)Uo(t)10001T0.9912三角波方波300013T2.943三角波方波500015T5.002三角波方波(4)将RC一阶电路改为RL一阶电路,观察并描绘有关暂态过程的波形5) 设计一个简单的一阶网络实验线路,要求能观察到该网络的零输入响应、零状态响应和全响应研究输入响应与初始状态,零状态响应与激励的线性关系讨论全响应与激励的关系 6 / 6。

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