国家工科电工电子基础教学基地国家级实验教学示范中心4.5一阶电路.pptVIP

 一.实验目的 面包板介绍： 三、实验内容 三、实验内容 三、实验内容 三、实验内容 色环电阻的识别 色环电阻颜色含义 电容的识别 * 国家工科电工电子基础教学基地 国家级实验教学示范中心 * 4.5 一阶电路时域响应的测量 …………………… P124 三种响应:零状态响应、零输入响应、全响应 1. 进一步掌握一阶RC电路的零状态、零输入和全响应。 2. 掌握一阶电路时间常数的测定方法 。 3. 研究电路参数对响应的影响。 4.5 一阶电路时域响应的测量 二、实验原理 1. 一阶电路的概念 用一阶微分方程描述的电路 R R C L 三种响应:零状态响应、零输入响应、全响应 4.5 一阶电路时域响应的测量 工程上当t≥5τ时可以看成稳态 零状态响应 储能元件的初始值为零，仅仅由输入激励引起的响应 时间常数:τ=RC 1 S R + - us ic + - 2 C uc(t) t us 0.632us τ uc(t) 二、实验原理 零输入响应 电路在无激励情况下，由储能元件的初始状态引起的响应。 uc(t) t us 0.368us τ 工程上当t≥5τ时可以看成稳态 uc(t) 1 S R + - us ic + - 2 C 二、实验原理 全响应 电路在输入激励和储能元件的初始储能共同作用下引起的响应 uc(t) t us 全响应 5τ 10τ 1 S R + - us ic + - 2 C uc(t) 二、实验原理 2 . 几种响应及其波形的实验观察 用周期性的方波（低电平设为零电压）代替开关和直流激励。 1 S R + - us ic + - 2 C uc(t) uc(t) t us us(t) us t 0 0 二、实验原理 直流偏移 1 S R + - us ic + - 2 C uc(t) 方波信号的频率选择? uc(t) t us us(t) us t 对零输入、零状态响应： 取T=10τ 5τ 5τ 5τ 对全响应： 取T=2τ τ τ τ 0 0 2 . 几种响应及其波形的实验观察 二、实验原理 uC(t)波形 uS(t)波形 u s + - R - C + u O 面包板 2 . 几种响应及其波形的实验观察 示波器用双踪观测方式 正面 背面 返 回 + - - + u O ui 1. RC一阶电路零输入、零状态响应 R C 函数发生器 R C 函数发生器 示波器 用函数发生器输出方波信号（叠加2V直流），Upp=4V，选择合适频率，用示波器观察响应的波形，绘出us(t)、uC(t) 的波形，并测出时间常数τ。 建议选取R=1kΩ，C=0.01μF。 us(t) 4V t (1)频率选择？ R=1kΩ，C=0.01μF。 取T=10τ=0.1ms 1. RC一阶电路零输入、零状态响应 R C 函数发生器 R C 函数发生器 示波器 用函数发生器输出方波信号（叠加2V直流），Upp=4V，选择合适频率，用示波器观察响应的波形，绘出us(t)、uC(t) 的波形，并测出时间常数τ。 uc(t) t us(t) 4V t 4V ① ② ③ ④ ① ② 零状态响应 零输入响应 ④ ③ (2)画波形？ 1. RC一阶电路零输入、零状态响应 R C 函数发生器 R C 函数发生器 示波器 用函数发生器输出方波信号（叠加2V直流），Upp=4V，选择合适频率，用示波器观察响应的波形，绘出us(t)、uC(t) 的波形，并测出时间常数τ。 (3)测时间常数？ 2. RC一阶电路全响应 建议选取R=1kΩ、C=0.01μF ，用函数发生器输出方波信号，Upp=4V,取周期T=2τ。在示波器上观察激励与响应的变化规律，并在同一坐标系下定量的绘出us(t)、uC(t) 的波形。 uc(t) t us us(t) us t τ τ τ ① ① 全响应 ② ② 零输入响应 ③ ③ ④ ④ 0 0 精度 倍率 第三位数 第二位数 第一位数 ±20% 10-2 银 ±0.25% 106 6 蓝 ±10% 10-1 金 ±0.5% 105 5 绿 100 0 黑 104 4 黄 109 9 白 103 3 橙 108 8 灰 ±2% 102 2 红 ±0.1% 107 7 紫 ±1% 101 1 棕 误差 倍率 有效值 颜色 误差 倍率 有效值 颜色 用数码表示电容大小，前两位为容量有效数字，第三位是倍乘数，若第三位为0时，表示10-1，单位一律是pF，如： 102表示 10×102pF=1000pF 223表示 22×103pF=0.022μF 474表示 47×104pF=0