信号与系统实验报告

学院：物理与信息科学学院

班级:   12级电信<2>班         

学号:   20121060241            

姓名:     马 路 路             

      

   实验四.一阶电路的暂态响应

一.实验的目的

   1.掌握二阶电路的暂态响应的原理

   2.观测一阶电路的时间常数τ对电路暂态过程的影响

二.实验原理说明

  

三.实验内容

   1.一阶RC电路的观测

        信号源：周期为400us,脉宽为200us,幅度为2V的方波

     1.1连接P701与P907，将信号送入一阶电路

     1.2调节信号源输出波形的参数(将CH1与TP701连接，观测信

         号源输出的波形)

     1.3连接P908与P910

     1. 4将示波器连接在TP915上，观测输出波形

     1.5根据RC电路计算出时间常数τ

     1.6根据实际观测到的波形计算出实测的时间常数τ值

     1.7改变P908与P910的连接，变为P908与P911的连接，P909接P910,P909接P911

     1.8重复上述实验步骤，将结果填入表4-1中

表4-1

    2.一阶RL电路的观测

        信号源(同上)

     1.1连接P701与P913，将信号送入一阶电路

     1.2调节信号源输出的信号波形的参数

     1.3连接P914与P915

     1.4将示波器连接在TP919上，观测 输出波形

     1.5根据R,L计算出时间常数I

     1.6根据实际观测到的波形计算实i值

     1.7改变p914与p915间的连接，P914变成接P916，此时输出测量点也需相应的变为 TP921

     1.8重复上述过程，将结果填入表4-2中

表4-2

三.实验调试结果及心得

     1.能够基本掌握二阶电路的暂态响应的原理

       2.在做第二个实验的时候由于实验箱有故障未能观测结果

第二篇：一阶电路暂态分析实验

电路实验                             

             一阶电路的暂态分析

1、实验目的

1）学习用一般电工仪器测定单次激励过程中一阶RC电路的零状态响应、零输入响应方法。

2）学会从响应曲线中求出RC电路时间常数r的方法。

3）观察RL、RC电路在周期方波电压作用下暂态过程的响应。

4）掌握示波器的使用方法。

2、实验任务

（1）测定RC一阶电路在单次激励过程的零状态响应。设计一个测定RC一阶电路的零状态响应的实验电路，要求r足够大（大于或等于30%）。用一般电工仪表逐点测出电路在换路后各时刻的电流、电压值。

1）测定并绘制零状态响应的ic~f(t)曲线。

   在t=0时刻换路，迅速用计时器（秒表）计时，每隔一定时间（根据τ设定时间间隔）列表读记ic之值，并根据计时t和测量的ic值，逐点描绘出ic~f(t)曲线。

2）测定并绘制零状态响应的uc~f(t)曲线。

   在t=0时刻换路，迅速用计时器（秒表）计时，每隔一定时间（根据τ设定时间间隔）列表读记uc之值，并根据计时t和测量的uc值，逐点描绘出uc~f(t)曲线。

3)对描绘出的ic~f(t)曲线或uc~f(t)曲线反求时间常数τ值，并与理论之相对比。

（2）测定RC一阶电路在单次过程中的零输入响应   

     设计一个测定RC一节电路的零输入响应实验电路，要求τ值足够大（τ≧30%）。用一般电工仪表逐点测出电路在换路各时刻的电流、电压值。

  1）测量并绘制零输入响应的ic~f(t)曲线。

  2）测量并绘制零输入响应的uc~f(t)曲线。

(3)观察RL、RC一阶电路在周期正方波作用下的响应

1）自拟RL串联电路，用函数电源周期为T的方波做激励，用示波器观察响应。改变τ值，观察响应的变化，说明τ值的大小对波形作用。

2）自拟RC串联电路，用函数电源周期为T的方波做激励，用示波器观察响应。改变τ值，观察响应的变化，说明τ值的大小对波形作用。

3、实验要求

1）预习相关理论，根据实验任务写出预习报告。

2）自拟实验电路，制定测量步骤。

3）根据实验任务拟定相应表格，用坐标纸绘制实验曲线。

4、注意事项

1）测定时注意仪表的极性。

2）在试验单次激励过程的零状态响应中，一般τ较大，导致R、C的值都很大。为使电容充电的电流初始值Io较大（Io≧1mA），可适当提高电源电压。

3）为了读取时间常数τ和绘制曲线，可预先测算好1τ、2τ、3τ的τ值，注意实验是这几点不要遗漏！

4）电解电容有极性，极性千万不可接错！

5）每次开始时电容要放电（用导线短路一下电容的两端）。

5、提示

1）RC零状态响应和RC零输入响应实验电路如图(1)和图（2）所示

         图（2）RC零输入响应实验电路    

2）在单次过程中的零状态时，电容充电的电流初始值为,t与τ，i与I0的倍数关系见下表：

                                                                           

3）实验曲线求时间常数τ

   当t=τ时，i=(Us/R)e-1=0.368(Us/R),即在0.368I0时对应的时间t就是τ，如图（3）所示。（4）us、i随时间变化的RC一阶电路的响应如图（4）。

6、实验结果分析：

RC零状态响应实验数据如下：

RC零输入响应实验数据如下：

该实验理论τ=RC=30000*0.001=30s

在零状态响应实验中，测得V，A

在零输入响应实验中，理论V ，A

7、由实验数据可得曲线图如下：