一阶电路时域响应的测量(新).ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,4.5,一阶电路时域响应的测量,P124,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,现代电子技术实验,一,.,实验目的,现代电子技术实验,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,1.,进一步掌握一阶,RC,电路的零状态、零输入和全响应。,2.,掌握一阶电路时间常数的测定方法,。,3.,研究电路参数对响应的影响。,二、实验原理,1.,一阶电路的概念,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,现代电子技术实验,用一阶微分方程描述的电路,R,R,C,L,三种响应,:,零状态响应、零输入响应、全响应,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,现代电子技术实验,零状态响应,储能元件的初始值为零，仅仅由外加输入激励引起的响应,时间常数,:,=RC,1,S,R,+,-,u,s,i,c,+,-,2,C,u,c,(,t,),t,u,s,0.632,u,s,工程上当,t,5,时可以看成稳态,u,c,(,t,),国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,现代电子技术实验,零输入响应,电路在无激励情况下，由储能元件的初始状态引起的响应,u,c,(,t,),t,u,s,0.368,u,s,工程上当,t5,时可以看成稳态,u,c,(,t,),1,S,R,+,-,u,s,i,c,+,-,2,C,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,现代电子技术实验,全响应,电路在输入激励和储能元件的初始储能共同作用下引起的响应,u,c,(t,),t,u,s,全响应,5,10,1,S,R,+,-,u,s,i,c,+,-,2,C,u,c,(t,),国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,现代电子技术实验,几种响应及其波形的实验观察,用周期性的方波（低电平设为零电压）代替开关和直流激励,1,S,R,+,-,u,s,i,c,+,-,2,C,u,c,(t,),u,c,(t,),t,u,s,u,s,(,t,),u,s,t,0,0,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,现代电子技术实验,几种响应及其波形的实验观察,1,S,R,+,-,u,s,i,c,+,-,2,C,u,c,(,t,),方波信号的频率选择,?,u,c,(t,),t,u,s,u,s,(t,),u,s,t,对零输入、零状态响应：,取,T=10,5,5,5,对全响应,：,取,T=2,0,0,u,C,(t,),波形,u,S,(t,),波形,现代电子技术实验,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,+,-,-,+,u,O,u,i,面包板介绍,相邻两列插孔相互绝缘,隔离槽,每列,5,个插孔是一个节点（电气连通）,电气连通,电气连通,电气连通,现代电子技术实验,背面,正面,公共参考点,u,C,(t,),u,S,(t,),波形,现代电子技术实验,直流偏移,直流分量的叠加,现代电子技术实验,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,示波器双踪观测波形,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,选择双踪观测方式,垂直通道,现代电子技术实验,三、实验内容,现代电子技术实验,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,1.,RC,一阶电路零输入、零状态响应,R,C,函数发生器,R,C,函数发生器,示波器,建议选取,R,=1k,，,C,=0.01F,，计算时间常数。用函数发生器输出方波信号，,U,pp,=4V,。,选择合适频率,，用示波器观察响应的波形。,测出时间常数,，绘出,u,s,(t,),、,u,C,(t,),的波形。,u,c,(t,),t,u,s,(t,),4V,t,4V,零状态响应,零输入响应,0,0,现代电子技术实验,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,u,c,(t,),t,u,s,0.632,u,s,时间常数,的,测量,u,s,(t,),4V,t,0,现代电子技术实验,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,2.,RC,一阶电路全响应,建议选取,R=,1k,、,C,=0.01,F,，用函数发生器输出方波信号，,U,pp,=4V,取,周期,T=2,。,在示波器上观察激励与响应的变化规律，,并在同一坐标系下定量的绘出,u,s,(,t,),、,u,C,(,t,),的波形。,u,c,(t,),t,u,s,u,s,(t,),u,s,t,全响应,零输入响应,0,0,现代电子技术实验,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,u,s,(t,),u,s,0,t,色环电阻颜色含义,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,颜色,有效值,倍率,误差,颜色,有效值,倍率,误差,棕,1,10,1,1%,紫,7,10,7,0.1%,红,2,10,2,1%,灰,8,10,8,橙,3,10,3,白,9,10,9,黄,4,10,4,黑,0,10,0,绿,5,10,5,0.5%,金,10,-1,10%,蓝,6,10,6,0.25%,银,10,-2,20%,现代电子技术实验,色环电阻的识别,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,精度,倍率,第三位数,第二位数,第一位数,现代电子技术实验,0,2,4,10,0,24,色环电阻的识别,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,精度,倍率,第三位数,第二位数,第一位数,现代电子技术实验,1,0,0,10,1,1000,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,用数码表示电容大小，前两位为容量有效数字，第三位是倍乘数，若第三位为,0,时,，,表示,10,-1,，,单位一律是,pF,，,如,：,电容的识别,102,表示,10,10,2,pF=1000,pF,223,表示,2210,3,pF=0.022,F,474,表示,4710,4,pF=0.47,F,现代电子技术实验,预习下次内容：,4.7,正弦稳态时,RLC,元件电压电流相位关系的测试,P129,国家工科电工电子基础教学基地,国,家 级 实 验 教 学 示 范 中 心,现代电子技术实验,