电工技能培训专题.doc
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1、电工技能培训专题实验九 一阶电路的研究 一、 实验目的 1研究一阶电路的零输入响应和阶跃响应。2利用RC电路实现微分、积分运算及耦合电路、脉冲分压器等常用电路。二、 实验原理 含有一个独立贮能元件,可以用一阶微分方程来描述的电路,称为一阶电路,如图91所示的RC一阶串联电路,输入为一个阶跃电压(u(t)为单位阶跃函数),电容电压的初始值为uc(0+)=UO,则电路的全响应为:解得:t0 图91 图92 1 零输入响应:当US=0时,电容的初始电压uc(0+)=UO时,电路的响应称为零输入响应为:t0 输出波形为单调下降的。当t=RC时,uc()=0.368,称为该电路的时间常数。如图92。2阶
2、跃响应(零状态响应):当uc(0+)=0时,而输入为一个阶跃电压=时,电路的响应称为阶跃响应(零状态响应):电容电压由零逐渐上升到US,电路时间常数=RC决定上升的快慢,当t=时uc=0.632US ,如图93。图93 3微分电路:如图91的电路,设输入为一脉冲波形P(t),脉冲宽度为tp,当t=RC时,则uc(t)P(t),而,即:从电阻上输出电压为输入电压P(t)的微分形式乘以。4积分电路:如图91电路,设输入为一脉冲波形P(t),脉冲宽度为tp,当ttp时,uR(t)波形与输入波形基本一致,略有倾斜,当RC越大,倾斜误差越小,故把输入波形基本不变地耦合输出到下一级电路中去。图94为暂态波
3、形,图95为稳态,这时输入波形与输出波形的根本区别是后者的直流分量为零。6脉冲分压电路:对于一个阶跃信号,如果加到容性负载上,要求输出电压在t=0时也为阶跃电压,则必须采用如图96电路,当=时,由于的补偿作用,该电路如同一个纯电阻分压器。则有:= 当为过补偿状态;当为欠补偿状态;其输出波形如图97所示。图96 图97 六、实验内容 1观测RC串联电路的阶跃响应和零输入响应。按图98接线。由于1641D函数信号发生器仅能提供正负交替的矩形波,故串联一个开关二极管削去负的矩形波以获得所需的方波,波形如图99,只要使,则在一个周期内就能同时观察到阶跃响应和零输入响应。电阻为信号本身等效内阻(约为50
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