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实验七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T，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。

图()所示的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

2.7-1bRC

长，其变化的快慢决定于电路的时间常数。

T

3.时间常数的测定方法：

T

用示波器测量零输入响应的波形如图7-1(a)所示。

根据一阶微分方程的求解得知==。当时，。

Ue-t/RCUe-t/Tt=TU()0.368U

CT=

cmmm

此时所对应的时间就等于。亦可用零状态响应波形增加到0.632U所对应的时间测得，如

T

m

图13-1()所示。

C

a)零输入响应(b)RC一阶电路()零状态响应

C

图7-1

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

满足时(为方波脉冲的重复周期)，且由两端的电压作为响应输出，则该电路

=RC5TR

T

就是一个微分电路。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

7-2(a)所示。利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。

图7-2

若将图中的与位置调换一下，如图所示，由两端的电压作为响应输

7-2(a)RCT13-2(b)C

出，且当电路的参数满足RC，则该RC电路称为积分电路。因为此时电路的输出信

T=

(a)微分电路(b)积分电路

号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波转变成三角波。

从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与

记录。

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