1、rc電路暫態(tài)過程實(shí)驗(yàn)報告 實(shí)驗(yàn)1.3 rc電路的暫態(tài)過程 實(shí)驗(yàn)1.3.1 硬件實(shí)驗(yàn) 1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1） 研究一階 rc 電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。 （2） 學(xué)習(xí)用示波器觀察在方波激勵下， rc 電路參數(shù)對電路輸出波形的影響。 2. 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 （1） 分別計(jì)算圖 1.3.11.3.3中，電容電壓在 t = 時的 uc( )及電路時間常數(shù) 的理論值，填入表 1.3.1 1.3.4中。 （2） 掌握微分電路和積分電路的條件。 3. 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 序號 名 稱 型 號 數(shù) 量 1 電路原理實(shí)驗(yàn)箱 tpe dg1ibit 1 臺 2 可跟蹤直流穩(wěn)壓電源 ss3323 1 臺 3 數(shù)

2、字式萬用表 vc9802a+ 1 塊 4 雙通道函數(shù)發(fā)生器 dg 1022 1 臺 5 數(shù)字示波器 ds1052e 1 臺 4. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 （1） 測繪 uc ( t )的零輸入響應(yīng)曲線 ³ 按圖 1.3.1連接電路，元件參數(shù)為 r = 10k r = 100 ， c = 3300 f，u s由 ss3323型直流穩(wěn)壓電源提供。 注意：電容 c 為電解電容器，正、負(fù)極性不能接 反（實(shí)驗(yàn)箱上各電解電容器的安裝極性均為上正 下負(fù)），否則易造成電容損壞。 r 圖 1.3.1 ³ 閉合開關(guān) s，調(diào)整直流穩(wěn)壓電源的輸出幅度旋鈕，用萬用表直流電壓檔監(jiān)測電容器 c 上電壓 u c，

3、使其初始值為 10 v。 ³ 打開開關(guān) s，電容 c 開始放電過程。在 c 開始放電的同時，按表 1.3.1給出的電壓用手表計(jì)時，將測量的時間值記入表 1.3.1。 ³ 再將 u c ( )對應(yīng)的時間（此數(shù)值即為時間常數(shù) 1 ）記入表1.3.2中。 注意：a) 用萬用表直流電壓檔測量 u c，用手表計(jì)時。 b) 因放電過程開始時較快，建議測量零輸入響應(yīng)的過程分幾次進(jìn)行計(jì)時。 ³ 將電阻換為 r =5.6k ， c 不變，測量 u c ( )對應(yīng)的時間 2 ，記入表1.3.2。 r s + u s - c + + u c - + u s1 - s c + + + u

4、 c - - 注：這組 電阻、電容 參數(shù)只要求測量 uc () 一個點(diǎn)，不需要測量完整的曲線。 表 1.3.1 u u c / v 9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 u u c ( ( ) =3.68 3 3 2 2 1 1 t / s 0 0 .034 4 0 0 .074 4 0 0 .118 0 0 .169 9 0 0 .229 9 0 0 .329 0 0 .397 7 0 0 .531 1 0 0 .760 （2） 測繪 uc ( t )的零狀態(tài)響應(yīng)曲線 ³ 按圖 1.3.2連接電路，其中 r = 10k ， c = 3300 f， us = 10v。 ³

5、 閉合開關(guān) s，將電容器放電，使電容器兩端初始電壓為零。 ³ 斷開 s使電容器充電，按表 1.3.3給出的電壓進(jìn)行計(jì)時，并將數(shù)據(jù)記入表 1.3.3中。 ³ 再將 u c ( )對應(yīng)的時間 3 記入表1.3.2中。 表 1.3.3 u u c / v v 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 u u c ( ( ) =6.32 7 7 8 8 9 9 t / s 0 0 .037 0 0 .074 0 0 .119 9 0 0 .169 9 0 0 .231 1 0 0 .331 0 0 .398 8 0 0 .532 2 0 0 .761 1 r r 2 1 r u s2

6、 圖 1.3.2 （3） 測繪 uc ( t )的全響應(yīng)曲線 + u s c + - + u c - s 圖 1.3.3 ³ 按圖 1.3.3連接電路，圖中電阻 r = 10k ， r = 100 ，電容 c = 2200 f。電壓源 u s1 = 4 v， us1、u s2 分別由直流穩(wěn)壓電源的兩路輸出提供。 ³ 先將開關(guān)s置于"1'，調(diào)整直流穩(wěn)壓電源的輸出幅度旋鈕，用萬用表直流電壓檔 監(jiān)測電容器 c 上電壓 u c，使其初始值為 10v。 ³ 將s置于"2'，按表1.3.4給出的電壓進(jìn)行計(jì)時，并記入表1.3.4中。 

7、9; 再將 u c ( 4 )對應(yīng)的時間 4 記入表1.3.2中。 表 1.3.4 u u c / v 9 9 8 8 7 7 u u c ( ( ) =6.32 5 5 4.4 4 t / s 0 0 .061 0 0 .135 0 0 .229 0 0 .314 0 0 .592 2 0 0 .895 （4） 觀察在方波信號激勵下， rc 電路的時間常數(shù)對輸出波形的影響。 a) 按圖 1.3.4連接 rc 串聯(lián)電路，從電阻兩端取輸出電壓。 b) 加入方波作為輸入信號 u i，其頻率 f = 400hz、幅度為 u ipp= 4v。 按表 1.3.5 的要求，當(dāng)選取不同的電路參數(shù)時，用示波器

8、的兩個通道 ch1、ch2 同 時觀察、描繪 u i 和 u o 的波形（要求畫出其對應(yīng)關(guān)系），并記入表1.3.5中。 c) 按圖 1.3.5連接 rc 串聯(lián)電路，從電容兩端取輸出電壓，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 b)。 注意： a) 方波由 dg 1022 型功率函數(shù)發(fā)生器的"功率輸出'端提供。 b) 測量時功率函數(shù)發(fā)生器、示波器和電路應(yīng)"共地'。 表 1.3.5 項(xiàng)目 參 數(shù) 電路及波形 參 數(shù) 電路及波形 電路圖 從電阻兩端 c 從電容兩端 r 取輸出電壓 + u i r + u o 取輸出 + u i c + uo 電壓 圖 1.3.4 圖 1.3.5 輸入 方波

9、 f = 400hz u ipp=4v o ui t 方波 f = 400hz u ipp=4v o u i t 輸出 r = 510 c = 0.22f r = 1k c = 0.22f r = 1k c = 0.47f r = 2k c = 0.33f r = 1k c = 33 r = 10k c = 0.33 f f 5 5. . 實(shí)驗(yàn)總結(jié)要求 （1 1 ） 說明在圖 1.3.1 電路中，電阻分別為 10k 和 5.6k 時，對零輸入響應(yīng)曲線和 時間常數(shù) 的影響。 （2 2 ） 分析 rc 電路在方波激勵下，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)對輸出波形的影響，并由實(shí)驗(yàn)結(jié)果總 結(jié)積分電路、微分電路的條件。 （1 1 ） 改變r r 的大小主要是改變 值來影響響應(yīng)曲線的， 而 對初始態(tài)的 電壓的影響并不大。當(dāng)電阻由 10k 減小為 5.6k 后， 也隨之減小，響應(yīng)時間 也 減少，表現(xiàn)在曲線上 則 是 曲線 斜 的 率變大。 （2 2 ） rc 越大 ,uc 越接近輸入波形 ,ur 越趨于平緩。 積分電路: : = = rc2t （t t 為方波的周期） 微分電路: : = rc 2t （t t 為方波的周期） 6. 問題小結(jié) 在本次實(shí)驗(yàn)中，主要是要學(xué)會使用軟件m m ultisim 進(jìn)行電路仿真，并分析電路的暫態(tài)過程。實(shí)驗(yàn)整體來說沒有太大的難度，但在操作過程