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上海建桥学院电路分析实验 实验4 RC网络对矩形脉冲的响应 专业 班 姓名 学号 桌号 实验日期 指导教师 成绩 一、实验目的 1、观察RC电路的充放电过程及其与时间常数的关系。 2、在微分电路和积分电路中，时间常数和工作脉冲宽度对输出波形的影响。 3、学习低频信号发生器及示波器的使用。 二、实验内容说明 1、微分电路 微分电路在脉冲技术中有着广泛的应用。图1所示为微分电路，其输出电压为： ，即输出电压与电容两端电压对时间的导数成正比。 当电路的时间常数很小时，，则， ∴≈ 即当时间常数很小时，输出电压近似与输入电压对时间的导数成正比。所以图1电路称为“微分电路”。 图1 微分电路原理图 图1 所示电路并不是在任何条件下都能起微分作用的。有无微分作用的关键是时间常数和脉冲宽度tp的相对大小。当tp时，微分作用明显，输出电压成为双向的尖脉冲，如图2（a）所示。当时，微分作用不明显【见图2（b）】。当tp时，输出电压的波形基本上与输入电压的波形一致，只是将波形向下平移了一段距离，使波形正半周和负半周所包含的面积相等【见图2（c）】。这时电路成为一般阻容耦合电路。 （a） tp （b） （c）tp 图2 不同时间常数对微分电路输出波形的影响 2、积分电路 将图1中的R、C的位置对换，便成图3所示的积分电路。此时输出电压为 即输出电压与电阻两端电压对时间的积分成正比。当时间常数很大时，，即， 即当时间常数很大时，输出电压近似与输入电压对时间的积分成正比。所以图3电路称为“积分电路”。 图3 积分电路原理图 在积分电路中，当tp时，若输入电压为矩形脉冲，则输出电压为三角波，积分作用明显，如图4（a）所示。当时，输出波形成为图4（b）所示，电路失去了积分作用。 （a） tp （b） 图4 的大小对积分电路输出波形的影响 三、实验步骤 1、微分电路 (1) 按图5电路图接线; 图5 实验电路板微分电路图 (2) 调节XJ1631函数信号发生器，使之输出频率为500Hz的方波脉冲信号，并将函数信号发生器的TTL输出端(面板右下方第4个插座)的输出电缆接至电路的输入端; 注：TTL方波脉冲信号的频率可调，幅度不可调：高电平约3.6V~4V; 低电平0V~0.3V。 （3）改变电容值，用双踪示波器同时观察输入、输出波形，并描绘输出波形，记录在第七项中（第四页末）。 2、积分电路 按图6电路接线，重复实验步骤1中的（2）（3）。. 图6 实验电路板积分电路图 四.实验设备器材 1、双踪示波器 1台 2、低频信号发生器 1台 3、电路与模拟电子实验箱 1台 五、实验报告要求 比较微分电路和积分电路的作用，指出时间常数对工作脉冲宽度的相对关系与输出波形的影响。 六、预习内容 1、复习微分电路和积分电路的工作原理。 2、熟悉示波器及函数信号发生器的使用方法。 七、实验波形记录 tp =_____ms 1 Vo 0.01u 0 0.22u 0.001u 10K R 4 3 2 1 Vi Vo Vc 0.001u T tp 0.1u uo uo ui t 0 t 0 0.01u t t ui 0 0.22u 0.1u 0 T tp uo uo t 0 t 0 t uo 0 t t t ui 0 ui 积分电路： ui uo C=0.001u 0 0 ui t 0 ui uo C=0.01u t 0 ui uo C=0.1u t 0 ui uo C=0.001u t 0 ui uo C=0.01u C=0.22u uo t 微分电路： t 0 uo C=0.22u ui 0 uo ui t ui 0 t C=0.1u 10K R 4 3 2 1 Vi