1.培訓(xùn)應(yīng)用示波器測量電路暫響應(yīng)過程的技能。觀測RC一階電路暫態(tài)過程的動態(tài)曲線，測量其時間常數(shù)及作為積分應(yīng)用特性。

2. 觀測RLC二階電路暫態(tài)過程的三種狀態(tài)軌跡，測量并分析其參數(shù)。

二.實驗儀器和器材

1.實驗儀器

????????直流穩(wěn)壓電源型號：IT6302

????????臺式多用表型號：UT805A

????????信號發(fā)生器型號：DG1022U ???????

????????數(shù)字示波器型號：DSO-X 2012A(DPO 2012B)

2.實驗（箱）器材

????????電路實驗箱

????????元器件：電阻（1k、10k、10k電位器);電容(0.1uF、0.01uF); 電感(10mH)

3.實驗預(yù)習(xí)的虛擬實驗平臺

????????NI Multisim

三.實驗內(nèi)容

1.在mutisim平臺連接一個能觀測零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的電路圖；分別觀測該電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的動態(tài)曲線。

2.連接電路并觀測RC低通（或高通）一階電路,測量時間常數(shù)τ。

接單次脈沖發(fā)送電路輸出，用示波器測試波形；根據(jù)響應(yīng)曲線測量出時間常數(shù)τ，并與理論計算值進行比較。

用信號發(fā)生器輸出周期盡量長的方波來模擬階躍激勵信號,用示波器觀測響應(yīng)曲線及τ。

3.用信號發(fā)生器輸出周期盡量短的方波作輸入信號，RC低通一階電路作積分應(yīng)用,測量輸出三角波的斜率并與計算值比較。

4.（選）連接RLC并聯(lián)電路,用信號發(fā)生器輸出的方波來模擬階躍激勵信,調(diào)節(jié)電位器R， 觀察、分析二階電路響應(yīng)的三種狀態(tài)軌跡及其特點。

5.（選）分別設(shè)定R為1k，10k測定LCR電路的衰減常數(shù)α和振蕩頻率ωd，并分析誤差。

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六.分析與總結(jié)

總結(jié)

1.通過測量熟悉了RC積分電路的積分時間和響應(yīng)特性

2.進一步熟悉了示波器的使用

3.了解了二階RC電路的響應(yīng)特性和三種響應(yīng)狀態(tài)

思考題

1.什么樣的電信號可以作為RC一階微分電路的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的激勵信號。

????????階躍信號可作為RC一階電路零輸入響應(yīng)激勵源；

????????脈沖信號可作為RC一階電路零狀態(tài)響應(yīng)激勵源；

????????正弦信號可作為RC一階電路完全響應(yīng)的激勵源；

2.何謂積分電路和微分電路，必須具備什么條件？在方波脈沖的激勵下，輸出信號的波形變化規(guī)律如何？這兩種電路有何功用。

????輸出信號與輸入信號的微分成正比的電路為微分電路，輸出信號與輸入信號的積分成正比的電路為積分電路。積分電路的時間常數(shù)需要遠大于波的周期，輸出電壓從電阻端得到。微分電路的時間常數(shù)需要遠小于波的周期，輸出電壓從電容端得到。

????無脈沖時，電容輸出為0，當脈沖到來時，電容充電，電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當方波脈沖變?yōu)?，電容停止充電開始放電，電壓按指數(shù)規(guī)律下降。形成三角形波。

????積分和微分電路可用于波形轉(zhuǎn)換或?qū)崿F(xiàn)AD轉(zhuǎn)換器等。

3.根據(jù)二階電路實驗電路元件的參數(shù)，計算出處于臨界阻尼狀態(tài)的R之值。

????串聯(lián)時，取L=10mH，C=0.01uF，R=2*L/C=2 kΩ

????并聯(lián)時，取L=10Mh，C=0.01uF，G=2*L/C，R=0.5 mΩ

4.并聯(lián)LCR二階電路當斷開電阻，為什么并未出現(xiàn)等幅振蕩，而為欠阻尼的振蕩過程。

????電感是自帶一部分電阻的，因此斷開電阻后，電導(dǎo)并不為0，因此不出現(xiàn)等幅振蕩，而為欠阻尼的振蕩。

5.歸納總結(jié)一階電路與二階電路電路元件參數(shù)的改變對響應(yīng)變化趨勢的影響。

????對于一階RC電路，響應(yīng)變化主要與時間常數(shù)有關(guān)，而時間常數(shù)τ=RC，所以當R或C增大時，響應(yīng)曲線更加平緩，時間更長。

????對于二階電路，并聯(lián)時，R開始增大，響應(yīng)為過阻尼非振蕩狀態(tài)，增大到一定值時，響應(yīng)為臨界阻尼非振蕩狀態(tài)，繼續(xù)增加，響應(yīng)變化為欠阻尼振蕩狀態(tài)，此時響應(yīng)會有上下振動。串聯(lián)時，開始為欠阻尼狀態(tài)，隨著電阻增大響應(yīng)逐步變?yōu)榕R界阻尼，過阻尼振蕩狀態(tài)。

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