階電路的動態(tài)響應(yīng)

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1、一階電路的動態(tài)響應(yīng)一、實驗原理含一個儲能元件，并可以用一階微分方程來描述的電路，稱為一階電路。如圖所示的RC串聯(lián)電路，輸入為一個階躍電壓Usε(t)（ε(t)為單位階躍函數(shù)），電容電壓的初始值為uc(0+)=U0，則電路的全響應(yīng)為解得：1、零輸入響應(yīng)當(dāng)Us=0，電容的初始電壓Uc(0+)=Uo時，電路的響應(yīng)稱為零輸入響應(yīng)。當(dāng)t=時間常數(shù)=RC時，uc=0.368Uo。2、零狀態(tài)響應(yīng)當(dāng)電容電壓初始值Uc(0+)=0，而輸入為階躍電壓us=Us（t）時，電路的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)。二、實驗方法1、在multisi

2、m中搭建電路2、選用虛擬示波器，觀測輸入波形（方波信號）和輸出波形（電容電壓信號）3、選擇合適的掃描速度，能夠得到合適充放電波形(圖為充電時間剛剛好的圖1)（圖為充電時間過短的情況圖2）4、在虛擬示波器中讀出在一個時間常數(shù)時的電容電壓值與時間常數(shù)三、multisim仿真結(jié)果仿真圖1仿真圖2仿真圖3四、實驗數(shù)據(jù)表1R=0.985k、C=0.1μF、f=10kHZT/s0μ-82μ-176μ-242μ-330μUc/v-15.23.212.814.4-3.2Us/v3.603.683.7640.16UR/V18

3、.20.48-9.04-10.43.36時間常數(shù)/s9.85*10-5表2R=218.5、C=0.1μF、f=2kHZT/s0μ-82μ-176μ-242μ-330μUc/v-17.616.019.620-16.8Us/v3.043.683.9240.16UR/V20.64-12.32-15.68-1616.96時間常數(shù)/s2.185*10-5表3R=218.5、C=0.01μF、f=2kHZT/s0μ-82μ-176μ-242μ-330μUc/v-16.82020.820.8-20Us/v3.044.08

4、4.084.160.16UR/V19.84-15.92-16-16.6420.16時間常數(shù)/s2.185*10-6五、數(shù)據(jù)分析1、根據(jù)表1數(shù)據(jù)顯示，方波周期長短較于充放電時間剛好，即近視相等，顯示波形圖與結(jié)果圖1、仿真圖1結(jié)果相吻合。2、根據(jù)表2、3數(shù)據(jù)顯示，方波周期相比較于充電時間過長，充電過程很快，與結(jié)果圖2、仿真圖3所示結(jié)果吻合。3、仿真圖2顯示為方波周期過短，充電過程還沒充完就開始放電。