實驗 一階電路的響應測試
一. 實驗目的
1. 測定RC一階電路的零輸入響應,零狀態響應及完全響應。
2. 學習電路時間常數的測量方法。
3. 掌握有關微分電路和積分電路的概念。
4. 進一步學會用示波器測繪圖形。
二.實驗設備
序號 |
名稱 |
型號與規格 |
數量 |
備注 |
1 |
脈沖信號發生器 |
DG03 | ||
2 |
雙蹤示波器 |
|||
3 |
動態電路實驗板 |
DG07 |
三. 實驗內容
實驗線路板的結構如圖9-1所示,認清R、C元件的布局及其標稱值,各開關的通斷位置等等。
圖9-1動態電路、選頻電路實驗板
1. 選擇動態電路板上的R、C元件,令 R=10KΩ,C=3300Pf
組成如圖9-2(a)所示的RC充放電電路,E為脈沖信號發生器輸出
Um=3V ,f=1KHz的方波電壓信號,并通過兩根同軸電纜線,將激勵源E和響應UC的信號分別連至示波器的兩個輸入口YA和YB,這時可在示波器的屏幕上觀察到激勵與響應的變化規律,求測時間常數τ,并用方格紙按1:1的比例描繪波形。
少量改變電容值或電阻值,定性地觀察對響應的影響,記錄觀察到的現象。
(a)RC一階電路 (b)微分電路
圖9-2
2. 令R= 10KΩ,C=0.1μf,觀察并描繪響應的波形,繼續增大C之值,定
性地觀察對響應的影響。
3.選擇動態板上的R、C元件,組成如圖6-2(b)所示的微分電路,令
C=0.01μf , R=100Ω
在同樣的方波激勵信號(Um=3v, f=1KHz)作用下,觀測并描繪激勵與響應的波形。
增減R之值,定性地觀察對響應的影響,并作記錄,當R增至1MΩ時,輸入輸出波形有何本質上的區別?
四.實驗注意事項
1. 調節電子儀器各旋鈕時,動作不要過猛。實驗前,尚需熟讀雙蹤示波器使用說明,特別是觀察雙蹤時,要特別注意哪些開關、旋鈕的操作與調節。
2. 信號源的接地端與示波器的接地端要連在一起(稱共地),以防外界干擾而影響測量的準確性。
3. 示波器的輝度不應過亮,尤其是光點長期停留在熒光屏上不動時,應將
輝度調暗,以延長示波管的使用壽命。
五.預習思考題
1.什么樣的電信號可作為RC一階電路零輸入響應、零狀態響應和完全
響應的激信號?
2.已知RC一階電路R=10KΩ,C=0.1μf, 試計算時間常數τ,并根據τ值的
物理意義,擬定測量τ的方案。
3.何謂積分電路和微分電路,它們必須具備什么條件?它們在方波序列脈
沖的激勵下,其輸出信號波形的變化規律如何?這兩種電路有何功用?
4.預習要求:熟讀儀器使用說明回答上述問題,準備方格紙。
六.實驗報告
1. 根據實驗觀測結果,在方格紙上繪出RC一階電路充放電時uc變化曲線,
由曲線測得τ值,并與參數值的計算結果作比較,分析誤差原因。
2. 根據實驗觀測結果,歸納、總結積分電路和微分電路的形成條件,說明波形變換的特征。
3. 心得體會及其他。
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