RC一阶电路的响应测试报告范文 TFG2000系列DDS函数信号发生器使用指南

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实验六　RC一阶电路的响应测试

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的概念。

4. 进一步学会用虚拟示波器观测波形。

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，即利用方波输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6-1（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6-1(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0.632 Um所对应的时间测得，如图6-1(c)所示。

(a) 零输入响应 (b) RC一阶电路 (c) 零状态响应

图 6-1

4. 微分电路和积分电路是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， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当满足τ＝RC＜＜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，这就是一个微分电路。因为此时

电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。如图6-2(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

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     二．RC一阶电路的响应测试

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的概念。

    4. 进一步学会用示波器观测波形。

二、原理说明

1. 电路中某时刻的电感电流和电容电压称为该时刻的电路状态。t=0时电感的初始电流i_L（0）和电容电压u_c（0）称为电路的初始状态。

  在没有外加激励时，仅由t=0零时刻的非零初始状态引起的响应称为零输入响应称为，它取决于初始状态和电路特性（通过时间常数τ=RC来体现），这种响应时随时间按指数规律衰减的。

  在零初始状态时仅由在t₀时刻施加于电路的激励引起的响应称为零状态响应，它取决于外加激励和电路特性，这种响应是由零开始随时间按指数规律增长的。

  线性动态电路的完全响应为零输入响应和零状态响应之和。

  含有耗能元件的线性动态电路的完全响应也可以为暂态响应与稳态响应之和，实践中认为暂态响应在t=5τ时消失，电路进入稳态，在暂态还存在的这段时间就成为“过渡过程”。

　　2. 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。

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RC一阶电路的响应测试

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的概念。

4. 进一步学会用示波器观测波形。

实验电路

原理说明

1. 电路中某时刻的电感电流和电容电压称为该时刻的电路状态。t=0时电感的初始电流iL（0）和电容电压uc（0）称为电路的初始状态。

在没有外加激励时，仅由t=0零时刻的非零初始状态引起的响应称为零输入响应称为，它取决于初始状态和电路特性

（通过时间常数τ=RC来体现），这种响应时随时间按指数规律衰减的。

在零初始状态时仅由在t0时刻施加于电路的激励引起的响应称为零状态响应，它取

决于外加激励和电路特性，这种响应是由零开始随时间按指数规律增长的。 线性动态电路的完全响应为零输入响应和零状态响应之和。

含有耗能元件的线性动态电路的完全响应也可以为暂态响应与稳态响应之和，实践中认为暂态响应在t=5τ时消失，电路进入稳态，在暂态还存在的这段时间就成为“过渡过程”。

2.

CC电接通与断开的过渡过程是基本相同的。

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9-1(b)所示。

根据一阶微分方程的求解得知uc＝Ume

如图9-1(c)所示。

-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，

1

uu UmUm

tt 00 c ucR UmUm 0.632

uc0.368t t

00

(b) 零输入响应

(a) RC一阶电路 (c) 零状态响应

图 9-1

4. 微分电路和积分电路是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， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当满足τ＝RC<<T

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实验三　RC一阶电路的响应测试

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。掌握有关微分电路和积分电路的概念。

3. 进一步学会用示波器观测波形。

二、实验仪器

1、函数信号发生器

     2、双踪示波器

     3、动态电路实验板

三、实验原理

    1. 东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u_c＝U_me^-t/RC＝U_me^-t/τ。当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368U_m。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7-1(c)所示。

                            

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实验三  RC一阶电路的响应测试

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。

二．原理说明

1．ＲＣ一阶电路的零状态响应

ＲＣ一阶电路如图12－1所示，开关S在‘1’的位置，ｕ_C＝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，ｕ_C（ｔ）称为零状态响应，

 

变化曲线如图12－2所示，当ｕ_C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12－1中，开关S在‘2’的位置电路稳定后，再合向‘1’的位置时，电容C通过R放电，ｕ_C（ｔ）称为零输入响应，

变化曲线如图12－3所示，当ｕ_C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12－1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12－4所示的周期性方波ｕ_S作为电路的激励信号，方波信号的周期为T，只要满足，        便可在示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。

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电路实验九  实验报告

实验题目：一阶动态电路的响应测试（2）

实验内容：

研究RC方波响应。选择T/RC分别为10、5、2、1时，观测Ui(t)和Uc(t)的波形，R=1KΩ，C=0.1µF。

实验环境：

导线、面包板、色环电阻、电容器、示波器DS1052E，函数发生器EE1641D。

实验原理：

动态电路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。

实验中，我们选择的方波V_p-p=5V，V_max=5V，V_min=0V。因为RC的值已经确定，所以T/RC的值可由方波的频率f决定，其对应的关系如下：

微分电路和积分电路是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， 在方波序列脉冲的重复激励下，  当满足τ＝RC<<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号电压与输入信号电压的微分成正比。将R与C位置调换一下，由 C两端的电压作为响应输出，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。

积分电路的输出电压如下：

微分电路的输出电压如下：

         实验电路图如下所示：

                   积分电路：

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