二阶电路动态响应实验报告

实验二：二阶电路动态响应学号：27姓名：李昕怡成绩:实验目的1. 深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应及完全响应2. 深刻理解欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的意义.3. 研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响.4. 掌握用Multisim软件绘制电路原理图的方法.实验原理及思路实验原理：用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。 T 7 - - -LI -WVW10mH120 VrmMC1i- F i,piep isGOHi沪:如图所示的RLC串联电路是一个典型的二阶电路，可以用下述二阶线性常系 数微分方程来描述：LCd2ucdt2RC芋 uc Uc定乂衰减系数(阻尼系数)R，自由振荡角频率(固有频率)1LC .1.零输入响应动态电路在没有外施激励时，由动态元件的初始储能引起的响应，称为零输入 响应。(1) 当R2 L时，响应是非振荡性的，称为过阻尼情况(2) 当R=2.时，响应是临界振荡，称为临界阻尼情况(3) 当R a JI.-闭10mH Kpy=A j _1_V1 :二 G1- - :=22*:JC-5V（2）将J1与节点0相连，用Multisim瞬态分析仿真零输入响应（参数欠阻 尼、临界阻尼、过阻尼三种情况），观测电容两端的电压，将三种情况的曲线 绘制在同一张图上，从上至下分别是：R=10% R （欠阻尼），R1=Q （临界阻尼），R=90%R （过阻尼）.停章看记录仪_ n文他F）精（E）视圉（V）工具E豆息W遶：处飢团创13瞬态分析|禱态分析1瞬态分析丨R胃态分祈丨瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分折|瞬态分析|电路1瞬态分析- Jk_ 卜 卜、AAtfir EIOL!lu1i.瞬态分析出L-*4AAA=乙A-i W |瞬态分析Am&*h-&-Selected Trace:站（3）将J1与节点4相连，用Multisim瞬态分析仿真全响应（欠阻尼、临界阻 尼、过阻尼三种情况），观测电容两端的电压，将三种情况的曲线绘制在同一张图上，从上至下分别是：Ri=10% R （欠阻尼），Ri = Q （临界阻尼）,Ri=90%R （过阻尼）瞬章看记录仪_ n文件旧锚旧视圉M 工晨Effl O Li &腔髦 1.巨 V典、吐0席建求I妙th議風卜瞬态分析孺态分析10财分析丨R謚分析丨9?态分析|瞬态分析瞬态分析|瞬态分析|瞬态分析|电路1瞬态分析V-= 住A舟抵瞬态分析15.0ILVi-VJ -V瞬态分析rSelected Trace:Vi3i（4）在Multisim中用函数发生器、示波器和波特图绘制如图所示的电路图, 函数信号发生器设置：方波、频率 1kHz、幅度5V、偏置5V.用瞬态分析观测电容两端的电压R=10% R （欠阻尼）：R = Q （临界阻尼）：时闻通道丄O_D17.033 ms0.000 V0.000V3.437 V0-000 V17.033 ms0.000 V0.000V3.437 V0.002V0.000 50.000 V0.000V0.000V0.000 VRi=90%R （过阻尼）：T1 士 +T2 33T2-T1时间釉二 比例丽&而Xft罟时间通道丄通道丄l_cil道A反178.000 m畧0.000V0.000 V1S3.25S mV0.000V178.003 ms0.000V0.000 V120.970 mV0.000 VIt工.书了 us0.000V0.000V*12.289 mVo.oooygw通道 比例 丫位養 RI騎k外部电平（02.在电路板上焊接实验电路，器件参数: 电阻甩Ri=100Q、L=10mH C=47nF 可变3调节可变电阻R2,观察二阶电路在方波信号下由过阻尼过渡到临界阻尼， 最后过渡到欠阻尼的变化过渡过程，记录三种情况下R2的值，记录示波器上显示的波形过阻尼R2=Q临界阻尼R2=770Q欠阻尼R2=Q4.调节F2使示波器荧光屏上呈现稳定的欠阻尼响应波形， 定量测定此时电路的 衰减系数a和振荡频率 d，记录所测数据.波形RLC振荡周期Td第一波峰峰值h1第二一波峰峰值h266 Q10mH22 nF92 s理论值测量值1严_1 1i衰减振荡荡角频率 d衰减系数a四、结论及分析1. 结论：当RLC串联电路中电阻R值由大至小改变时，电路由过阻尼情况过渡 至到临界阻尼情况，再由临界阻尼情况过渡到欠阻尼情况，电容两端的电压波 形也随之改变2. 误差分析：万用表测量时和读数时的误差；电感和电容存在交流损耗，这种 交流损耗可以等效成损耗电阻；电感、电容大小真实值与理论值存在差距3收获：近一步了解了 Multisim的使用方法，巩固了二阶电路动态响应的特性 知识4. 改进建议：在焊接之后剪去多余的引脚，防止引脚相互触碰造成的测量误差