福建工程学院
实验报告
专业 班级
座号
姓名
日期 实验二十一
一阶线性电路过滤过程的观测
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、学会用示波器测绘图形。
二、实验内容
RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，当满足τ=RC< 1..测量时间常数 2.．微分电路,积分电路 (a)微分电路 （b）积分电路 时间常数的测量 R=4K R=1K R=6K C=0.22U R=1K R=1K 三、误差分析 1)实验过程中的读数误差 2）仪器的基本误差 3）导线连接不紧密产生的接触误差 四、实验总结 在RC一阶电路的R=2k，C=0.047u中理论值t=RC=0.094MS，在仿真实验中t=0.093.5ms 其相对误差为r=0.0005/0.094*100%=0.531%<5% 在误差允许的范围内测得的数值可以采用。 当T=t时，Uc(t)=0.368Us，此时所对应的时间就是t，亦可用零状态响应波形增长到0.632Us所对应的时间测量。 在RC的数值变化时，即t=RC也随之变化，t越小其响应变化就越快，反之越慢。积分电路的形成条件：一个简单的RC串联电路序列脉冲的重复激励下，当满足t=RC>>T/2条件时，且由C端作为响应输出，即为积分电路。 积分电路波形变换的特征:积分电路可以使输出方波转换成三角波或斜波。积分电路可以使矩形脉冲波转换成锯齿波或三角波。 稍微改变电阻值或增大C值，RC值也会随之变化，t越大，锯齿波的线性越好。 实验 一阶电路暂态过程的研究 一、实验目的 1、研究ＲＣ一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点； 2、学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响； 3、掌握微分电路和积分电路的基本概念。 二、实验设备 1、GDS-1072-U数字示波器 2、AFG 2025函数信号发生器 （方波输出） 3、EEL-52组件（含电阻、电容） 三、实验原理 1、ＲＣ一阶电路的零状态响应 ＲＣ一阶电路如图11-1所示，开关S在‘1’的位置，ｕC＝0，处于零状态，当开关S合向‘2’的位置时，电源通过R向电容C充电，ｕC（ｔ）称为零状态响应。 变化曲线如图11-2所示，当ｕC上升到所需要的时间称为时间常数。 2、ＲＣ一阶电路的零输入响应 在图11-1中，开关S在‘2’的位置电路电源通过R向电容C充电稳定后，再合向‘1’的位置时，电容C通过R放电，ｕC（ｔ）称为零输入响应。 输出变化曲线如图11-3所示，当ｕC下降到所需要的时间称为时间常数。 3、测量ＲＣ一阶电路时间常数 图11－1电路的上述暂态过程很难观察，为了用普通示波器观察电路的暂态过程，需采用图11－4所示的周期性方波ｕS作为电路的激励信号，方波信号的周期为T，只要满足，便可在普通示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。 电阻R、电容C串联与方波发生器的输出端连接，用双踪示波器观察电容电压ｕC，便可观察到稳定的指数曲线，如图11-5所示，在荧光屏上测得电容电压最大值： 取，与指数曲线交点对应时间ｔ轴的ｘ点，则根据时间ｔ轴比例尺（扫描时间），该电路的时间常数。 4、微分电路和积分电路 在方波信号ｕS作用在电阻R、电容C串联电路中，当满足电路时间常数远远小于方波周期T的条件时，电阻两端（输出）的电压ｕR与方波输入信号ｕS呈微分关系，该电路称为微分电路。当满足电路时间常数远远大于方波周期T的条件时，电容C两端（输出）的电压ｕC与方波输入信号ｕS呈积分关系，该电路称为积分电路。 微分电路和积分电路的输出、输入关系如图11－6 （ａ）、（ｂ）所示。 四、实验内容 实验电路如图11-7所示，图中电阻R、电容C从 EEL-51D组件上选取（请看懂线路板的走线，认清激励 与响应端口所在的位置；认清Ｒ、Ｃ元件的布局及其标称值；各开关的通断位置等），用双踪示波器观察电路激励（方波）信号和响应信号。ｕS为方波输出信号，调节函数信号发生器输出，从示波器上观察，使方波的峰－峰值和频率为：ＶP P＝2Ｖ，f=1ｋHz。 1、ＲＣ一阶电路的充、放电过程 （1）测量时间常数τ 选择EEL-52组件上的Ｒ、Ｃ元件，令Ｒ=3KΩ，Ｃ＝0.01μＦ，用示波器观察激励ｕS与响应ｕC的变化规律，测量并记录时间常数τ。 （2）观察时间常数τ（即电路参数R、C）对暂态过程的影响 令Ｒ＝5kΩ，Ｃ=0.02μＦ，通过双踪示波器观察并描绘电路激励和响应的波形，继续增大Ｃ（取0.02μＦ～0.１μＦ）或增大R（取10kΩ），定性观察对响应波形的影响。 2、微分电路和积分电路 （1）积分电路 选择EEL-51D组件上的Ｒ、Ｃ元件组成如图11-8电路，令Ｒ＝10KΩ，Ｃ＝0.１μF，用双踪示波器观察激励ｕS与响应ｕC的变化规律并绘出曲线图。 （2）微分电路 将图11-8实验电路中的Ｒ、Ｃ元件位置互换，组成如图11-9电路，令Ｒ＝600Ω，Ｃ＝0.0１μF，用双踪示波器观察激励ｕS与响应ｕR的变化规律并绘出曲线图。 图11-8 积分电路示意图 图11-9 微分电路示意图 五、实验注意事项 1、调节电子仪器各旋钮时，动作不要过猛。实验前，尚需熟读双踪示波器的使用说明，特别是观察双踪时，要特别注意开关，旋钮的操作与调节。 2、信号源的接地端与示波器的接地端是连在一起的（称共地），以防外界干扰而影响测量的准确性。但由于他们内部已经“共地”，使用时要特别注意因共地使被测电路造成短路。 六、预习与思考题 1、用示波器观察ＲＣ一阶电路零输入响应和零状态响应时，为什么激励必须是方波信号？ 2、已知ＲＣ一阶电路的Ｒ＝10KΩ，Ｃ＝0.01μF，试计算时间常数τ，并根据τ值的物理意义，拟定测量τ的方案。 3、在ＲＣ一阶电路中，当Ｒ、Ｃ的大小变化时，对电路的响应有何影响？ 4、何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？它们在方波激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功能？ 七、实验报告要求 1、根据实验内容1（1）观测结果，绘出ＲＣ—阶电路充、放电时ＵC与激励信号对应的变化曲线，由曲线测得τ值，并与参数值的理论计算结果作比较，分析误差原因。 2、根据实验内容2观测结果，绘出积分电路、微分电路输出信号与输入信号对应的波形。 3、回答思考题。 《计算机电路》实验报告 实验名称：[在此填写实验名称] 一、实验目的： [在此填写实验的目的，即你通过实验要掌握什么] 二、实验数据记录 [将实验中测试的数据记录填写在此] 三、实验数据分析 [分析实验中测试的数据，并与理论分析的数据进行比较，并分析造成不一致的原因。] 物理实验报告 班级：_____ 姓名：________ 学号：______实验日期：________ 同组者：______________________指导教师：__________ 实验名称：组装电路 实验目的：根据要求设计电路并连接实物图；知道开关在不同位置对电路是否有 影响 实验器材：电源 开关 导线 灯座 小灯泡 实验原理： 实验步骤及结论： 1、设计要求：一个开关同时控制2盏灯，同时亮同时灭。 2、设计要求：用两个开关控制2盏灯，要哪只灯泡亮，哪只就 亮，并且两只灯泡的亮灭互不影响。(注明哪个开关控制那 盏灯) 整理器材 电路实验报告要求 同学您好： 电路实验课已经结束，请按题目要求认真完成实验报告，并要仔细检查一遍，以免退回，具体要求如下： 一、绘制电路图要工整、选取合适比例，元件参数标注要准确、完整。 二、计算题要有计算步骤、解题过程，要代具体数据进行计算，不能只写得数。 三、实验中测试得到的数据要用黑笔誊写在实验报告表格上，铅笔字迹清楚也可以，如纸面太脏要换新实验报告纸，在319房间买，钱交给姜老师。 四、绘制的曲线图要和实验数据吻合，坐标系要标明单位，各种特性曲线等要经过实验教师检查，有验收印章，曲线图必须经剪裁大小合适，粘附在实验报告相应位置上。 五、思考题要有自己理解实验原理后较为详尽的语言表述，如串联谐振的判定等，可以发挥，有的要画图说明，不能过于简单，不能照抄。 六、实验报告页眉上项目如学号、实验台号、实验室房间号、实验日期等不要漏填。 七、要有个人小结，叙述通过实验有哪些提高，有哪些教训，之所以作得好和作得差，要分析一下原因。同时提出建设性意见。 电路实验室 2006年5月10日
