一階動(dòng)態(tài)電路暫態(tài)過程的研究

1、18實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四一階動(dòng)態(tài)電路暫態(tài)過程的研究一階動(dòng)態(tài)電路暫態(tài)過程的研究一實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)?zāi)康?、研究一階RC電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的變化規(guī)律和特點(diǎn)。2、研究一階電路在階躍激勵(lì)和方波激勵(lì)情況下，響應(yīng)的基本規(guī)律和特點(diǎn)。測(cè)定一階電路的時(shí)間常數(shù)了解電路參數(shù)對(duì)時(shí)間常數(shù)的影響。?3、掌握積分電路和微分電路的基本概念。4、研究一階動(dòng)態(tài)電路階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)的關(guān)系。5、學(xué)習(xí)用示波器觀察和分析電路的響應(yīng)。二實(shí)驗(yàn)原理二實(shí)驗(yàn)原理1.含有動(dòng)態(tài)元件的電

2、路，其電路方程為微分方程。用一階微分方程描述的電路，為一階電路。圖6－1所示為一階RC電路。首先將開關(guān)S置于1使電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。在t=0時(shí)刻由1扳向2，電路對(duì)激勵(lì)Us的響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)，有RCtSSCeUUtu???)(這一暫態(tài)過程為電容充電的過程，充電曲線如圖6－2a所示。電路的零狀態(tài)響應(yīng)與激勵(lì)成正比。USuVτts0.368US0.632USUSuVτtsC_USSR_12uc(t)00圖61圖62（a）充電曲線圖62（b）放電曲

3、線若開關(guān)S首先置于2使電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)刻由2扳向1，電路為零輸入響應(yīng)，有RCtSCeUtu??)(這一暫態(tài)過程為電容放電過程，放電曲線如圖6－2b所示。電路的零輸入響應(yīng)與初始狀態(tài)成正比。動(dòng)態(tài)電路的零狀態(tài)響應(yīng)與零輸入響應(yīng)之和稱之為全響應(yīng)全響應(yīng)與激勵(lì)不存在簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。2.一階RC動(dòng)態(tài)電路在一定的條件下，可以近似構(gòu)成微分電路或積分電路。20三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、圖6－3(a)所示微分電路(一階電路在掛件EEL1上)接至峰－峰

4、值一定，周期T一定的方波信號(hào)源(VPP=2Vf=1KHZ)選擇不同電阻元件和電容元件觀察并描繪=T，??=0.1T和=0.01T三情況下的us(t)、uc(t)和uo(t)。用示波器測(cè)出對(duì)應(yīng)=0.1T的時(shí)間??常數(shù)，并與理論值比較。2、圖6－4(a)所示積分電路接至峰－峰值一定，周期T一定的方波信號(hào)源(VPP=2Vf=1KHZ)選取合適的電阻、電容參數(shù)，觀察并描繪=T，=3T和=5T三種情況下???的us(t)、uc(t)(uR(t))

5、和uo(t)。用示波器測(cè)出對(duì)應(yīng)=0.1T的時(shí)間常數(shù)，并與理論值?比較。3、用電壓表、秒表測(cè)定R、C電路中電容器充電曲線；測(cè)定時(shí)間常數(shù)并對(duì)電路中?給定的參數(shù)進(jìn)行比較分析。利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)EEL－31掛件中的電路“RC串聯(lián)電路瞬變過程”，如圖6－6。用導(dǎo)線連接1與2接線柱。打開掛箱電源開關(guān)，斷開S1與S2，使電容處于放電狀態(tài)。調(diào)節(jié)RP2電阻值，選擇不同的合上S1，電容C1處于充電過程。調(diào)節(jié)RP2，改變U3的電壓值，當(dāng)U2U3時(shí)，比較??器輸出端V

6、的指示燈亮，用秒表測(cè)量開關(guān)S1合上瞬間至V指示燈亮的時(shí)間，即可測(cè)出電容充電到U3值時(shí)的時(shí)間，作出相應(yīng)的充電曲線。12V12VRP247KR12KS1C11000uFS2C21000uF123_VRP210K圖66※4、對(duì)圖6－3(a)64(a)所示RC電路施加單脈沖激勵(lì)，由示波器觀察輸出電壓的沖激響應(yīng)。記錄所觀察到的波形?！?、設(shè)計(jì)圖6－5所示的抽象一階電路為一個(gè)具體的一階動(dòng)態(tài)電路，用雙蹤示波器同時(shí)觀察所設(shè)計(jì)的一階電路的階躍響應(yīng)和沖激響