实验五、二阶动态电路响应测试.ppt

实验五、二阶动态电路的响应测试 一、实验目的 测试二阶动态电路的零状态响应和零输入响应， 了解电路元件参数对响应的影响。 2.观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其 特点， 以加深对二阶电路响应的认识与理解。 二、原理说明 一个二阶电路在方波正、负阶跃信号的激励下， 可获得零状态与零输入响应，其响应的变化轨 迹决定于电路的固有频率。 当调节电路的元件参数值，使电路的固有频率分别为负实数、 共轭复数及虚数时，可获得单调地衰减、衰减振荡和等幅振 荡的响应。在实验中可获得过阻尼，欠阻尼和临界阻尼这三 种响应图形。 简单而典型的二阶电路是一个RLC串联电路和GCL并联电路， 这二者之间存在着对偶关系。本实验仅对GCL并联电路进 行研究。 三、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 函数信号发生器 1 2 双踪示波器 1 自备 3 动态实验电路板 1 DGJ-03 四、实验内容 动态电路实验板与实验十二相同，如图5-2所示。 利用动态电路板中的元件与开关的配合作用， 组成如图5-1所示的GCL并联电路。 L C R 激励 R 2 1 响应 图5-2 令R1＝10KΩ，L＝4.7mH，C＝1000PF，R2为10KΩ可调电阻。 令脉冲信号发生器的输出为Um＝1.5V，f＝1KHz的方波脉冲， 通过同轴电缆接至图中的激励端，同时用同轴电缆将激励 端和响应输出接至双踪示波器的YA和YB两个输入口。 调节可变电阻器R2之值， 观察二阶电路的零输入响应和 零状态响应由过阻尼过渡到临界阻尼，最后过渡到欠阻 尼的变化过渡过程，分别定性地描绘、记录响应的典型 变化波形。 2.调节R2使示波器荧光屏上呈现稳定的欠阻尼响应波形， 定量测定此时电路的衰减常数α和振荡频率ωd。 3.改变一组电路参数，如增、减L或C之值，重复步骤2 的测量，并作记录。随后仔细观察，改变电路参数时， ωd与α的变化趋势，并作记录。 图5-2 动态电路、选频电路实验板 100 1K 10K 1M 1000p 6800p 0.01u 0.1u 10K 10mH 4.7mH 0.1u 0.01u 1000p 30K 10K 激励Ui 响应Uo 电路参数 实验次数 元 作 参 数 测量值 R1 R2 L C α ω 1 10KΩ 调 至 某 一 次 欠 阻 尼 状 态 4.7mH 1000PF 2 10KΩ 4.7mH 0.01μF 3 30KΩ 4.7mH 0.01μF 4 10KΩ 10mH 0.01μF 五、实验注意事项 1. 调节R2时，要细心、缓慢，临界阻尼要找准。 2. 观察双踪时，显示要稳定，如不同步， 则可 采用外同步法触发（看示波器说明） 六、预习思考题 根据二阶电路实验电路元件的参数， 计算出 处于临界阻尼状态的R2之值。 2.在示波器荧光屏上， 如何测得二阶电路零输入 响应欠阻尼状态的衰减常数α和振荡频率ωd ？ 七、实验报告 根据观测结果，在方格纸上描绘二阶电路过阻尼、 临界阻尼和欠尼的响应波形。 2. 测算欠阻尼振荡曲线上的α与ωd。 3. 归纳、总结电路元件参数的改变对响应变化趋势 的影响。 4. 心得体会及其他。