RC選頻網(wǎng)絡(luò)研究

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1、實驗一　R－C選頻網(wǎng)絡(luò)的研究一、實驗?zāi)康挠脤嶒灧椒ㄑ芯縍－C選頻網(wǎng)絡(luò)的特性。二、實驗說明1、R－C選頻網(wǎng)絡(luò)如圖10－1所示，有：式中為電源角頻率。當(dāng)為定值時，使最大，則需滿足：即：或此時，和相位相同。2、當(dāng)，電源頻率時，則有：（1）、為最大且（2）、和相位相同。此選頻網(wǎng)絡(luò)又稱為文氏電橋，常用于電子線路中產(chǎn)生頻率為的正弦波。＋－＋－C1R1C2R2圖1－120一、實驗內(nèi)容1、按圖10－1接線。選取，，Ui＝2V。2、示波器置于X－Y工作方式，調(diào)節(jié)電源頻率f，使示波器熒光屏上出現(xiàn)一條斜直線，記下此時的。3、將示波器顯示方式

2、開關(guān)置于Y2，調(diào)節(jié)電源頻率，觀察Uo隨f變化的波形，看是否時，Uo最大。4、將示波器置于交替方式，Y1，Y2增益旋至相同位置。同時觀察Uo和Ui的波形，看當(dāng)時是否有Ui=3Uo關(guān)系。5、保持Ui、C值不變，改變R值，重復(fù)1－4的內(nèi)容。二、注意事項實驗時，電源電壓幅值保持恒定。三、儀器設(shè)備正弦信號發(fā)生器一臺；示波器一臺；萬用表一只；實驗箱一個。四、思考題1、當(dāng)R、C和Ui固定不變時，有幾種方法可確定Uo為最大？2、在文氏電橋中，若選取C＝0.15uF，R=1300Ω時，又為多大？3、在R，C參數(shù)固定下，當(dāng)時，為什么Uo與

3、Ui會是同相位？20實驗二　二階電路的響應(yīng)與狀態(tài)軌跡一、實驗?zāi)康?、研究RLC串聯(lián)電路對應(yīng)的二階微分方程解的類型特點(diǎn)及其與元件參數(shù)的關(guān)系。2、觀察分析各種類型的狀態(tài)軌跡。二、實驗說明1、凡是可用二階微分方程來描述的電路稱為二階電路，圖12－1所示的線性RLC串聯(lián)電路是一個典型的二階電路，它可以用下述線性二階常系數(shù)微分方程來描述：初始值：，LCR圖2－2＋uC(t)－iL(t)＋uS(t)－信號發(fā)生器LCR圖2－1＋uC(t)－iL(t)求解微分方程可以得出，利用求得。2、RLC串聯(lián)電路零輸入響應(yīng)（圖2－2）的類型與元件

4、參數(shù)有關(guān)，設(shè)電容上的初始電壓為，流過電感的初始電流為，定義衰減系數(shù)（阻尼系數(shù)），諧振角頻，則：（1）當(dāng)即時，響應(yīng)是非振蕩性的，稱為過阻尼情況，響應(yīng)為：20其中s1、s2是微分方程的特征根：，（2）當(dāng)即時，響應(yīng)臨近振蕩，稱為臨界阻尼情況，響應(yīng)為：（3）當(dāng)即時，響應(yīng)是振蕩的，稱為欠阻尼情況，其衰減振蕩角頻率：響應(yīng)為：其中：。（4）當(dāng)R=0時，響應(yīng)是等幅振蕩的，稱為無阻尼情況，等幅振蕩的頻率即為諧振角頻率，響應(yīng)為：1、對于欠阻尼情況，衰減振蕩角頻率和衰減系數(shù)可以從響應(yīng)波形中測量出來，例如在響應(yīng)的波形中（圖2—3），可以利用示

5、波器的掃描時基（t/cm）直接測量出來，由于：，故：顯然即為的周期，所以。由此可見，用示波器測出周期Td和幅值i1m、i2m后，就可以算出的值。20iLi1mi2mt1t2t圖2—31、對于圖2—1所示的電路可以用兩個一階聯(lián)立方程即狀態(tài)方程來求解：初始值：。其中，和為狀態(tài)變量，對于所有t≥0的不同時刻，由狀態(tài)變量在狀態(tài)平面上所確定的點(diǎn)的集合，就叫做狀態(tài)軌跡。用示波器的X—Y工作方式，當(dāng)Y輸入的波形，X輸入波形時，適當(dāng)調(diào)節(jié)Y軸和X軸的靈敏度，就可以在屏幕上呈現(xiàn)狀態(tài)軌跡的圖形，如圖2—4所示。零輸入過阻尼零輸入欠阻尼圖2—

6、4二、實驗內(nèi)容1、實驗線路如圖2－1所示，改變電阻R的數(shù)值，觀察方波激勵下響應(yīng)的過阻尼、欠阻尼和臨界阻尼情況，并描述出和的波形。2、將示波器置于X－Y工作方式，觀察并描繪上述各種情況下的狀態(tài)軌跡。3、對欠阻尼情況，在改變電阻R時，注意衰減系數(shù)對波形的影響，并用示波器測出一組和。三、儀器設(shè)備示波器一臺；方波信號發(fā)生器一臺；實驗箱一個。20一、實驗報告要求1、把觀察到的各個波形分別畫在坐標(biāo)紙上，并結(jié)合電路元件的參數(shù)加以分析討論。2、根據(jù)實驗參數(shù)計算欠阻尼情況下方波響應(yīng)中的數(shù)值，并與實測數(shù)據(jù)相比較。3、回答思考題1。二、思考

7、題1、當(dāng)RLC電路處于過阻尼情況下，若再增加回路的電阻R，對過渡過程有何影響？在欠阻尼情況下，若再減少R，過渡過程又有何變化？在什么情況下電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時間最短？2、不做實驗?zāi)芊窀鶕?jù)欠阻尼情況下的、波形定性地畫出其狀態(tài)軌跡？3、如果實驗室沒提供方波信號發(fā)生器，而提供了直流穩(wěn)壓電源和單刀雙擲開關(guān)，能否觀察到二階電路的響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的波形？20實驗三　　二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測定一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)測定無源線性二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的方法。2、研究二端口網(wǎng)絡(luò)及其等效電路在有載情況下的性能。二、實驗說明1、無源線性二端口網(wǎng)絡(luò)（圖3－1）

8、可以用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來表征它的特性，這些參數(shù)只決定于二端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部元件和結(jié)構(gòu)，而與輸入（激勵）無關(guān)。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)決定后，兩個端口處的電壓電流關(guān)系即網(wǎng)絡(luò)的特征方程就唯一地確定了。＋－＋－圖3—1（1）若將二端口網(wǎng)絡(luò)的輸入端電流和輸出端電流作自變量，電壓和作因變量，則有特征方程：式中稱為二端口的Z參數(shù)，它們具有阻抗的性質(zhì)。分別表示為：從上面Z參