RC电路瞬态响应过程和RLC谐振电路.pptx
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1、l实验目的 l理论基础 l实验仪器和实验电路l实验内容实验目的实验目的l一、一阶RC电路的瞬态响应过程实验研究l1熟悉一阶RC电路的零状态响应、零输入响应和全响应过程。l2研究一阶RC电路在零输入、阶跃激励和方波激励情况下,响应的基本规律和特点。l3学习用示波器观察分析RC电路的响应。l4从响应曲线中求RC电路的时间常数。l二、RLC谐振电路实验研究l1、掌握谐振频率以及品质因数的测量方法。l2、了解谐振电路特性频率特性,加深对谐振 电路的认识。l3、了解谐振电路的选频特性、通频带及其应用。理论基础(一)理论基础(一)l1一阶一阶RC电路的零输入响应(放电过程)电路的零输入响应(放电过程)l电
2、路在无激励情况下,由储能元件的初始状态引起的响应称为零输入响应,即电路初始状态不为零,输入为零所引起的电路响应。实际上是电容器C的初始电压经电阻R放电过程。l在图9.8.1中,先让l开关K合于位置a,l使电容C的初始电压值luC(0-)=U0,再将开关lK转到位置b。电容器l开始放电,理论基础(一)理论基础(一)l放电方程为:l可以得出电容器上的电压和电流随时间变化的规律:l=RC为时间常数理论基础(一)理论基础(一)l2一阶一阶RC电路的零状态响应(充电过程)电路的零状态响应(充电过程)l所谓零状态响应是指初始状态为零,而输入不为零所产生的电路响应。一阶RC电路在阶跃信号激励下的零状态响应实
3、际上就是直流电源经电阻R向C充电的过程。在图9.8.1所示的一阶电路中,先让开关K合于位置b,当t=0时,将开关K转到位置a。电容器开始充电,理论基础(一)理论基础(一)l充电方程为:l初始值:uC(0-)=0l可以得出电压和电流随时间变化的规律:l l=RC为时间常数理论基础(一)理论基础(一)l3方波响应方波响应l当方波信号激励加到RC两端时,在电路的时间常数远小于方波周期时,可以视为零状态响应和零输入响应的多次过程。方波的前沿相当于给电路一个阶跃输入,其响应就是零状态响应;方波的后沿相当于在电容具有初始值uC(0)时,把电源用短路置换,电路响应转换成零输入响应。l当方波的1/2周期小于电
4、路的时间常数时,方波前后沿对应的是瞬态过程的其中一小部分。l由于方波是周期信号,可以用普通示波器显示出稳定的响应图形,便于观察和作定量分析。理论基础(二)理论基础(二)lRLC构成的串联谐振 l谐振角频率l电路的品质因数 l若计及电感内阻r,则品质因数 理论基础(二)理论基础(二)l电路的阻抗lRLC串联电路谐振时,电路的阻抗最小,l电路的电流达到最大值l谐振的另一个特点是电压与电流的相位相同 理论基础(二)理论基础(二)lRLC串联谐振电路具有带通选频特性。当谐振曲线的幅度下降至峰值 的0.707倍时,所对应的频率 称为截止频率截止频率。l上、下截止频率之间的频带范围为 谐振电路的通带范围通
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