一阶RC电路的暂态响应.doc

专业：电子信息技术及仪器姓名：_黄云焜_学号： 3100100407_日期：_2012.3.6_ _ 地点：_东三208_ 实验报告课程名称：_电路原理实验_指导老师：_ 熊素铭_成绩：_实验名称：_一阶RC电路的暂态响应_实验类型：_同组学生姓名：_一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1、熟悉一阶RC电路的零状态响应、零输入响应和全响应。2、研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。3、掌握积分电路和微分电路的基本概念。4、研究一阶动态电路阶跃响应和冲激响应的关系。5、从响应曲线中求出RC电路时间常数 。二、实验原理1. 电路的过渡过程2. 一阶RC 电路的零输入响应: 激励（电源）为零，由初始储能引起的响应(放电过程)1) 求RC电路时间常数3. 一阶RC 电路的零状态响应: 储能元件初始能量为零，在激励（电源）作用下产生的响应。1) 求RC电路时间常数4. 一阶RC 电路的全响应: 非零起始状态的电路受到外加激励所引起的响应。5. 一阶RC 电路的方波响应: 从本质上看，方波是以相同的时间间隔，不停开关的电压（或者不断为高低值）。6. 微分电路和积分电路1) 微分电路装 订 线:如图(1)RC电路，当输出电压取自电阻两端时，对于高频信号，可用作耦合电路，而对于低频信号则可实现微分运算。2) 积分电路:如图(2)RC电路，当输出电压取自电容两端时，对于高频信号，可实现积分运算。 图（1） 图（2）7. 冲激响应、阶跃响应及其关系：阶跃响应是阶跃函数激励下的零状态响应；冲激响应是冲激函数激励下的零状态响应；冲激响应是阶跃响应的导数；三、实验内容及数据记录分析1. 利用DG08动态电路板上的R、C元件组成RC充、放电电路，在示波器上观察零输入响应、零状态响应和全响应曲线，测取电路时间常数 (与理论值比较)。 1) 观察的曲线图如下 零输入响应曲线 零状态响应曲线 全响应曲线2) 计算电路时间常数 2. 选择合适的R、C值组成微分电路和积分电路，接入方波电压信号源，在示波器上观察比较输入、输出波形；比较改变时间常数后波形的变化情况。信号源电压US = 3V , 频率 f= 1000Hz (保持不变)。注：CH1为输出端；CH2为输入端；CH2-CH1为另外一个输出端1) 微分电路 T ； R = 1 k； C =0.1 F CH1 微分电路图 CH2 CH2-CH12) T = ； R = 10 k； C =0. 1 F CH1 CH2 CH2-CH1 积分电路图3) 积分电路 T ； R = 10 k； C =1 F CH1 CH2 CH2-CH13) 由以上三种情况的比较可知： 实验报告（仿真部分）一、仿真内容 ：1. 记录一阶RC电路充放电时电容电压和电流的变化曲线，由曲线测得时间常数，并与理论值比较。2. 记录积分电路和微分电路输入和输出波形；记录 =0.1T、 =T 和 =10T、三种情况下的波形。二、仿真记录：1. 设计如下图的电路，进行仿真：所得曲线图如下： 零输入响应 零状态响应 全响应并用原理中的方法来计算，得到的时间常数=1.00，与理论值相符。2. 积分电路和微分电路输入和输出波形如下：第一种情况： =0.1T；电路图如下：相应输入输出图形如下： Us UC UR第二种情况： = T；电路图如下：相应输入输出图形如下： Us UR UC 第三种情况：T = 10；电路图如下：相应输入输出图形如下： Us UR UC