上课用动态电路要素.ppt

动态电路 一、实验目的： 1．了解方波作用于RC串联电路的动态响应； 2． 掌握电路时间常数 的测量方法； 3 ．了解建立积分和微分电路的基本概念. 二．实验设备: 1. 函数信号发生器 一台 2. 示波器 一台 3. DJB型电工技术实验箱 一台 三、实验重点及难点： 重点 1. 能正确用示波器测量一阶响应波形； 2. 能正确测量时间常数 ； 难点 测量时间常数 四、实验原理： （一）一阶电路的阶跃响应 电路暂态响应的观察 图1-12所示为RC电路 为什么用方波作为激励信号 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。 为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。 只要方波的周期足够长，使得在方波作用期间和在方波间歇期间，电路的暂态过程基本结束，就可实现对RC电路的零输入与零状态响应的观察。 实验步骤如下： 调节信号发生器输出f=2.5kHz、峰峰值Up-p=3V的方波，接入电路输入端。 （1） 测RC电路：选择R=10KΩ，C=2200pF，按图连接电路并测时间常数τ ,画出波形并记录周期、幅值。 五．实验内容与步骤: 实验电路图： 方法一、在零状态响应曲线上测量： 在零状态响应曲线上测量时间常数的测定： 方法二、在零输入响应曲线上测量： 在零输入响应曲线上测量时间常数的测定： 用示波器测得的波形如图 （2）测积分电路 注意: P118页正弦电路实验，表4-38，4-39 下次实验的思考题: 1.注意共地问题 2.双踪法测相位差，用哪个元器件的电压波形代替总电流的波形 3.双踪法测相位差， 怎么接线达到共地？ * * 图1-13 零状态响应 图1-14 零输入响应曲线 + – E 测量时一定要共地！！ (1)测时间常数 信号源 信号源 黑夹子示波器地 黑夹子：信号源地 错误的 接线方法 示波器 黑夹子：信号源地 黑夹子： 示波器地 正确的 接线方法 两个地线联通，满足共地要求 示波器 测时间常数电路 注意共地! 信号源红夹子 信号源黑夹子 示波器红夹子 示波器黑夹子 R=10K，C=2200PF 测量时间常数τ 电压峰峰值 测量周期 uC 画出波形 当 t = ? 时 ? 表示电容电压 uC 从初始值上升到 稳态值的63.2% 时所需的时间。 时间常数的测量 零状态响应曲线如上图 t u ui uc 0.632UcPP UcPP τ 当 t = ? 时 ? 表示电容电压 uC 从初始值下降到 稳态值的36.8% 时所需的时间。 变化曲线如上图 t u ui uc 以方波信号代替阶跃信号 0.368UcPP UcPP τ 积分电路的条件是：电路时间常数远远大 于输入信号周期。 用示波器观测UC两端的波形，画出波形并记录周期、幅值 图1-18 积分电路及输入输出波形 观察输出信号的最大值与输入信号的关系，想一想为什么？ T/2 (2)测积分电路 注意共地! 信号源红夹子 信号源黑夹子 示波器红夹子 示波器黑夹子 R=10K，C=0.22uF 课后计算时间常数理论值τ 电压峰峰值 测量周期 uc 画出波形 用示波器观测UR两端的波形。画出波形并记录周期、幅值。 微分电路的条件是：电路时间常数 远远小于输入信号周期。 (3)测微分电路 即输出电压近似与输入电压的微分成正比 比较电阻R两端的最大电压与输入电压大小？ T/2 (3)测微分电路 注意共地 信号源红夹子 信号源黑夹子 示波器红夹子 示波器黑夹子 R=100，C=0.1uF 课后计算时间常数理论值τ 电压峰峰值 测量周期 uR 画出波形 R=100Ω u IR=Ic Uc *