RC一阶电路响应 华电实验.doc

实验报告 实验课程：电路实验(2) 实验名称： RC一阶电路的响应测试 专业班级： 自动化1002班 学生姓名： 周国烨 同 组 人： 张茜 指导教师： 张建坡 实验时间： 2011年9月30日 成 绩： 电工实验中心 一、实验目的 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。 掌握有关微分电路和积分电路的概念。 进一步学会用示波器观测波形。 二、实验原理和方案设计 实验原理： 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，当满足电路参数τ=RCT/2时（T为方波脉冲的重复周期），且由C两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个积分电路。因此此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。（如图①所示）利用微分电路可以将方形波变成三角波。 若将积分电路中的R与C的位置互换，如图②，当满足τ=RCT/2时，且由R两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。利用微分电路可以将方波变成尖脉冲。 实验仪器和设备：定值电阻10KΩ 双踪示波器 、函数信号发生器  动态电路实验板（含0.1μF、0.01μF、3300pF电容） 电源 、导线若干 实验一：研究积分电路激励与响应波形图 实验电路图： 图① 实验方案：设计一个如图①的积分电路，在给定的方波激励下，改变电容大小，观察US、UC的波形，从而归纳、总结积分电路波形变换特征。 实验二：研究微分电路激励与响应波形图 实验电路图： 图② 实验方案：设计一个如图②的微分电路，在给定的方波激励作用下，改变电容大小，观察US、UC的波形，从而总结归纳微分电路波形变换的特征。 三、实验步骤 实验一：研究积分电路激励与响应波形图 设计如图①所示的积分电路； 从电路板上选R=10KΩ,C=0.1μF的电阻和电容，按电路图连接好电路； 调节信号发生器，输入一个Um=3V、f=1kHz的方波信号，再通过两根同轴电缆线，将激励源US、响应源UC的信号分别连至示波器的两个输入口； 定性的观察并描绘出激励与响应的波形； 将电容换成0.01μF、3300pF，定性观察并描绘出激励与响应的波形。 实验二：研究微分电路激励与响应波形图 设计如图②所示的微分电路； 从电路板上选R=10KΩ,C=0.1μF的电阻和电容，按电路图连接好电路； 调节信号发生器，输入一个Um=3V、f=1kHz的方波信号，再通过两根同轴电缆线，将激励源US、响应源UC的信号分别连至示波器的两个输入口； 定性的观察并描绘出激励与响应的波形； 将电容换成0.01μF、3300pF，定性观察并描绘出激励与响应的波形； 收拾好相关实验器材。 四、实验数据记录 实验一：研究积分电路激励与响应波形图 实验二：研究微分电路激励与响应波形图 五、实验数据或波形分析 实验一：研究积分电路激励与响应波形图 波形分析： 通过观察比较R=10KΩ,C=0.1μF,0.01μF,3300pF的波形，不难发现当电阻值不变时，随着电容值的增大，示波器显示的响应波形逐渐趋于直线，输出端UC趋于近似三角的波形，周期与激励方波的周期相同，峰峰值逐渐减小； 方波的周期始终不变，峰峰值始终不变。 实验二：研究微分电路激励与响应波形图 波形分析： 通过观察比较R=10KΩ,C=0.1μF,0.01μF,3300pF的波形，不难发现当电阻值不变时，随着电容值的减小，示波器显示的响应波形由直线逐渐趋于曲线，且曲线靠近x轴的部分趋于平缓，远离x轴的部分上升或下降得很快，输出端UC趋于尖脉冲的波形，周期与激励方波的周期相同，峰峰值逐渐增大； 方波的周期始终不变，峰峰值始终不变。 六、实验结论 实验结论： 积分电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比； 当电阻值不变时，随着电容值大的增大，输入端信号逐渐趋于三角波，周期不变，峰峰值减小； 微分电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比； 当电阻值不变时，随着电容值的减小，输入端信号逐渐趋于尖脉冲，周期不变，峰峰值增大； 方波在实验中始终不改变周期和