RC一阶电路的响应测试实验报告.pdf

实验六 RC一阶电路的响应测试 一、实验目的 1. 测定 RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。 2. 学习电路时间常数的测量方法。 3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。 4. 进一步学会用虚拟示波器观测波形。 二、原理说明 1. 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。 只要选择方波的重复周期远大于电路 的时间常数 τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下， 它的响应就和直流电接通与 断开的过渡过程是基本相同的。 2.图 6-1 （b）所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和 增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数 τ。 3. 时间常数 τ的测定方法 用示波器测量零输入响应的波形如图 6-1(a) 所示。 根据一阶微分方程的求解得知 u ＝U -t/RC ＝U -t/ τ。当 t ＝ τ时， Uc( τ)＝0.368U 。 c me me m 此时所对应的时间就等于 τ。亦可用零状态响应波形增加到 0.632 Um 所对应的时间测得， 如图 6-1(c) 所示。 (a) 零输入响应 (b) RC 一阶电路 (c) 零状态响应 图 6-1 4. 微分电路和积分电路是 RC 一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信 号的周期有着特定的要求。 一个简单的 RC 串联电路， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当 T 满足 τ＝RC 时（ T 为方波脉冲的重复周期） ，且由 R 两端的电压作为响应输出，这就 2 是一个微分电路。因为此时 电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。如图 6-2(a)所示。利用微分电路可以将 方波转变成尖脉冲。 C R R C ui R T/2 u R ui R T/2 uc c c T T (a) 微分电路 (b) 积分电路 图 6-2 若将图 6-2(a) 中的 R 与 C 位置调换一下，如图 6-2(b) 所示，由 C 两端的电压作为响应