实验五RC一阶电路的零输入响应和零状态响应.ppt

欢迎同学们欢迎同学们到到电子电工实验中心实验电子电工实验中心实验 实验内容：实验内容：该实验通过改变电路中该实验通过改变电路中RC的参数，观察：的参数，观察：一、一、RC电路过渡过程及时间常数的变化；电路过渡过程及时间常数的变化；二、微分电路和应具备的条件二、微分电路和应具备的条件三、积分电路和应具备的条件三、积分电路和应具备的条件实验五实验五 RC一阶电路的零输入响应和零一阶电路的零输入响应和零 状态响应状态响应(指指p91、辅、辅p27)一、时间常数一、时间常数 的测定方法的测定方法、过渡、过渡(放电放电)过程：过程：(模拟电路模拟电路)RC一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数 。一阶网。一阶网络在没有输入信号作用时，由电路中动态元件的初始贮能所产络在没有输入信号作用时，由电路中动态元件的初始贮能所产生的响应，就是零输入响应。生的响应，就是零输入响应。零输入的一阶电路零输入的一阶电路 一阶电路的响应曲线一阶电路的响应曲线 RC并联并联稳压电源稳压电源t=0+-RUs+-KUc、过渡、过渡(充电充电)过程：过程：(模拟电路模拟电路)一阶网络中，动态元件的初始储能为零时，由施一阶网络中，动态元件的初始储能为零时，由施加于网络的输入信号产生的响应即为一阶网络的零状加于网络的输入信号产生的响应即为一阶网络的零状态响应。态响应。输入信号最简单的形式是恒定的成阶跃的电压或输入信号最简单的形式是恒定的成阶跃的电压或电流。我们亦可用零状态响应波形来测定时间常数。电流。我们亦可用零状态响应波形来测定时间常数。稳压电源稳压电源零状态的一阶电路零状态的一阶电路 一阶电路的响应曲线一阶电路的响应曲线 RC串联串联+-Us+-UcK(t)Rt=0 电路的过渡过程是电路的过渡过程是十分短暂的变化过程。十分短暂的变化过程。用一般示波器观察过渡用一般示波器观察过渡过程，必须使之重复出过程，必须使之重复出现。为此，用方波来模现。为此，用方波来模拟阶跃激励信号，方波拟阶跃激励信号，方波的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号，方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号，只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数。数。电路在这样的方波信号的激励下，是和直电路在这样的方波信号的激励下，是和直流电路接通与断开的过渡过程是基本相同的。流电路接通与断开的过渡过程是基本相同的。U0t输入信号输入信号输出信号输出信号T/2 T一一、RC过渡电路的测试过渡电路的测试 选择选择R=10K，C=3300(332)pF，组成，组成RC充放电电路，在示波充放电电路，在示波器上观察变化曲线。器上观察变化曲线。输入方波输入方波电压电压US=4V 频率频率F=1KHzRCtU0t输入信号输入信号T/2 T0T/2 TU输出信号输出信号二二、微分电路的测试（微分电路的测试（输出电压是输入电压的微分）输出电压是输入电压的微分）由由R=100、C=0.01uF 组成微分电路，在示波器组成微分电路，在示波器上观察变化曲线，观察其响应曲线。上观察变化曲线，观察其响应曲线。逐步增大逐步增大R之值之值，观察曲线变化。观察曲线变化。微分电路必须满足的两个条件：一是微分电路必须满足的两个条件：一是RCT2、二是必须在电阻二是必须在电阻“R”两端输出。两端输出。UT/20t输入信号输入信号输出信号输出信号T/2 T0.368输入方波信号输入方波信号三三、积分电路的测试：积分电路的测试：输出信号电压与输入电压的积分成正比。输出信号电压与输入电压的积分成正比。由由R=10K，C=0.47uF组成积分电路，在示波器组成积分电路，在示波器上观察变化曲线，上观察变化曲线，继续增大继续增大“C”之值之值，观察曲线的变，观察曲线的变化。化。积分电路必须满足的两个条件：一是积分电路必须满足的两个条件：一是RCT2、二是必须在电容二是必须在电容“C”两端输出。两端输出。输入方波信号输入方波信号相位差相位差UTt1/2T0输输 入入输输 出出US(V)FRCU 测测 计计123输入信号输入信号输出信号输出信号T/2 TttttT/2T/2T/2 T T TUUUU0000相位差相位差UTt0000tttTTTT/2T/2T/2T/2UUU、注意：注意：、改变电阻或电容参数时数值应拉大些、改变电阻或电容参数时数值应拉大些 二、电容应用专用仪器测得其容量后再计算二、电容应用专用仪器测得其容量后再计算 三、要正确操作示波波器，注意选取电压的测三、要正确操作示波波器，注意选取电压的测 量功能量功能 四、在不同电阻参数的电路中其时间常数四、在不同电阻参数的电路中其时间常数“”要用示波器测量和理论计算要用示波器测量和理论计算 五、积分电路因为是积分信号输出，其时间常五、积分电路因为是积分信号输出，其时间常 数数“”不用测量不用测量 六、各种特性图要分别用坐标纸绘制并作出比较六、各种特性图要分别用坐标纸绘制并作出比较 七七、科学、合理、实用地制定一个综合数据表格、科学、合理、实用地制定一个综合数据表格实验五实验五 RC一阶电路的零输入响应一阶电路的零输入响应和零状态响应电路板电路和零状态响应电路板电路-充放电路、积分电路充放电路、积分电路微分电路微分电路10K332474 10uf 100uf1000.01uf1K 10K100KUSUS+-+开开开开 谢 谢！