實(shí)驗(yàn)四一階RC電路的響應(yīng)及其應(yīng)用

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1、實(shí)驗(yàn)四一階RC電路的響應(yīng)及其應(yīng)用—、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.觀察一階RC路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)。2.掌握示波器的使用方法，學(xué)習(xí)用示波器測(cè)繪電路的輸出波形及電路參數(shù)。3.了解微分電路、積分電路的特性。二、實(shí)驗(yàn)器材1.1臺(tái)型號(hào)為RTDG-3A或RTDG-4B的電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)2.1塊型號(hào)為RTDG-02的RC一階電路實(shí)驗(yàn)板3.1臺(tái)型號(hào)為SS-7802A的雙蹤示波器4.1臺(tái)型號(hào)為RTZN01智能函數(shù)信號(hào)發(fā)半器三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.用示波器觀察一階RC電路的響應(yīng)，測(cè)定時(shí)間常數(shù)5—階RC電路的響應(yīng)是由于在電路里儲(chǔ)

2、能元件電容器中儲(chǔ)存的能暈不能突變引起的，當(dāng)電容在充、放電時(shí)，電容電壓將會(huì)按照指數(shù)規(guī)律變化。用示波器可以觀察到電容電壓的變化規(guī)律、并可測(cè)定時(shí)間常數(shù)。2.用示波器觀察積分電路、微分電路的輸出波形。四、實(shí)驗(yàn)原理+Uc示波器圖3-2時(shí)間常數(shù)r的測(cè)定一階RC電路的暫態(tài)過程，是電容器逐步儲(chǔ)存或釋放能屋的漸變過程。暫態(tài)過程是十分短暫的單次變化過程，為清晰地觀察一階電路的暫態(tài)響應(yīng)，我們應(yīng)用函數(shù)信號(hào)發(fā)牛器輸出的矩形脈沖信號(hào)來模擬階躍激勵(lì)信號(hào)，即令函數(shù)信號(hào)發(fā)牛器輸出矩形波的上升沿作為RC電路在零狀態(tài)響應(yīng)時(shí)的止階躍激

3、勵(lì)信號(hào)；矩形波的下降沿作為RC電路在零輸入響應(yīng)時(shí)的負(fù)階躍激勵(lì)信號(hào)，這樣在示波器顯示屏中將會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的一階電路響應(yīng)的波形，由此可以按照?qǐng)D3—2所示的方法，應(yīng)用示波器測(cè)屋電路的時(shí)間常數(shù)，時(shí)間常數(shù)即為充電到Q點(diǎn)、（電容電壓止好為0.632仏“）所花的時(shí)間no圖3-1測(cè)定時(shí)間常數(shù)T的原理圖圖3?3AC積分電路(t=RC?Tp)圖3?4AC微分電路(t=RC?Tp)五、實(shí)驗(yàn)過程1.觀察一階加電路的響應(yīng)，測(cè)定時(shí)間常數(shù)了的操作過程(1)在電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放好一臺(tái)編號(hào)為RTDG—04的實(shí)驗(yàn)掛箱。仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)掛箱上的

4、電路，如圖3—5所示。電路圖小左上方并聯(lián)的四個(gè)元件與其它的電路元件為串聯(lián)關(guān)系,111間位置的其余元件均為并聯(lián)關(guān)系。激勵(lì)100QOC

5、輸出端與實(shí)驗(yàn)掛箱的信號(hào)輸入端聯(lián)接起來。(4)閉合雙蹤示波器的工作電源，調(diào)節(jié)顯示屏下方的調(diào)節(jié)旋鈕(輝度、字符顯示、聚焦),在示波器的顯示屏上調(diào)節(jié)出示波器的兩個(gè)掃描光標(biāo)，用示波器專用的同軸電纜線將實(shí)驗(yàn)掛箱屮的實(shí)驗(yàn)電路的輸入、輸出端分別接入示波器的采樣輸入通道1、采樣輸入通道2,然后調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓幅值，用示波器監(jiān)測(cè)。將示波器的Y軸哀減旋鈕調(diào)至IV檔，在示波器的顯示屏上觀測(cè)，使方波信號(hào)電壓的幅值在顯示屏的方格屮占3個(gè)方格，即為方波信號(hào)電壓的幅值是3V。（5）在

6、實(shí)驗(yàn)電路板左上方串聯(lián)的元件中選擇電阻R=3（）kQ、在并聯(lián)的元件中選擇電容C=2400pF,分別閉合相應(yīng)的開關(guān)將選中的人與C接入實(shí)驗(yàn)電路，調(diào)節(jié)示波器顯示屏中輸出信號(hào)的Y軸位移，使輸出信號(hào)的坐標(biāo)軸與輸入信號(hào)的坐標(biāo)軸相重合，在示波器顯示屏中同時(shí)觀察一階電路的激勵(lì)與響應(yīng)（輸入與輸出）的波形，在表3—1中按照表中所給的時(shí)間間隔描繪出電路的響應(yīng)（輸出）波形。（6）在示波器的控制血板上按下測(cè)量功能選擇按鍵AV-At-OFF,選擇示波器的時(shí)間間隔測(cè)MAt功能，選擇該功能時(shí)，在示波器顯示屏上會(huì)出現(xiàn)兩條垂直的測(cè)量

7、光標(biāo)Hi、H2,同時(shí)在顯示屏下方的字符顯示中會(huì)出現(xiàn)字符。按下光標(biāo)跟蹤方式選擇按鍵TCK/C2，使測(cè)量光標(biāo)H】、出的頂端出現(xiàn)指示光點(diǎn)，這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)示波器的多功能旋鈕FUNCTION,顯示屏中的兩條測(cè)量光標(biāo)將按照旋創(chuàng)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向同時(shí)移動(dòng)。將測(cè)量光標(biāo)Hi移動(dòng)到與輸出信號(hào)Uc的起點(diǎn)位置相重合的地方（坐標(biāo)軸的原點(diǎn)），再按動(dòng)TCK/C2按鍵，選擇出移動(dòng)方式，（在出光標(biāo)的頂端出現(xiàn)指示光點(diǎn)，H］光標(biāo)的頂端沒有指示光點(diǎn)），旋轉(zhuǎn)FUNCTION旋鈕，出光標(biāo)將開始移動(dòng)，而Hi光標(biāo)不會(huì)移動(dòng)。將出光標(biāo)移動(dòng)至輸出電壓最人值的0.

8、632倍（（）.632Ucm）處,這時(shí)在顯示屏左下方顯示的示波器時(shí)間間隔測(cè)量值X值即為一階電路的時(shí)間常數(shù)r的數(shù)值，將測(cè)量結(jié)果記入表3—1中。表3—1時(shí)間常數(shù)r的測(cè)定參數(shù)值波形圖RCT輸入信號(hào)U輸出信號(hào)Uc5Uc1111111__1L_—Tp—>T111111111111111111■AAd0hh6t0rS6t1.觀察積分電路、微分電路輸出波形的操作過程⑴調(diào)節(jié)電路參數(shù)，令一階電路的時(shí)間常數(shù)廠>>方波作用時(shí)間Tp,本次實(shí)驗(yàn)屮，我們選擇人=30kQ、C=0.1pF，閉合相應(yīng)的開關(guān)，將選擇的人、C元件