动画时间常数测量..ppt

动态电路 一、实验目的： § 1．了解方波作用于RC串联电路的动态响 应； § 2． 掌握电路时间常数 的测量方法； § 3 ．了解建立积分和微分电路的基本概念 ； § 二．实验设备: 1. 函数信号发生器 一台 2. 示波器 一台 3. DJB型电工技术实验箱 一台 三、实验重点及难点： § 重点 Ø1. 能正确用示波器测量一阶响应波形； Ø2. 能正确测量时间常数 ； Ø难点 Ø测量时间常数 四、实验原理： （一）一阶电路的阶跃响应 电路暂态响应的观察 图1-12所示为RC电路 图1-13 零状态响应 图1-14 零输入响应曲线 为什么用方波作为激励信号 § 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化 过程要用普通示波器观察过渡过程和测量 有关的参数，就必须使这种单次变化的过程 重复出现 § 利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励 信号，即方波输出的上升沿作为零状态响应 的正阶跃激励信号；方波的下降沿作为零输 入响应的负阶跃激励信号 只要方波的周期足够长，使得在方波作用期 间和在方波间歇期间，电路的暂态过程基本结 束，就可实现对RC电路的零输入与零状态响 应的观察。

§ 实验步骤如下： Ø调节信号发生器输出f=2.5kHz、峰峰 值Up-p=3V的方波，接入电路输入端 Ø（1） 测RC电路：选择R=10KΩ， C=2200pF，按图连接电路并测时间 常数τ ,画出波形并记录周期、幅值 五．实验内容与步骤: § 实验电路图： + – E 测量时一定要共地！！ (1)测时间常数 方法一、在零状态响应曲线上测量 ： 当 t =  时   表示电容电压表示电容电压 u u C C 从初始值从初始值上升上升 到到 稳态值的稳态值的63.2%63.2% 时所需的时间时所需的时间 时间常数的测量 uC 测量周期 电压峰峰值 测量时间常数 τ 画出波形 零状态响应曲线曲线如上图 t u ui uc 0.632UcPP 在零状态响应曲线上测量时间常数的测 定： UcPP τ 方法二、在零输入响应曲线上测量 ： 当 t =  时   表示电容电压表示电容电压 u u C C 从初始值从初始值下降下降 到到 稳态值的稳态值的36.8%36.8% 时所需的时间时所需的时间 变化曲线如上图 t u ui uc 在零输入响应曲线上测量时间常数的测定： 以方波信号代替阶跃信号 0.368UcPP UcPP τ § 用示波器测得的波形如图 （2）测积分电路 积分电路的条件是：电路时间常数远远大 于输入信号周期。

用示波器观测UC两端的波形，画出 波形并记录周期、幅值 图1-18 积分电路及输入输出波形 观察输出信 号的最大值 与输入信号 的关系，想 一想为什么 ？ T/2 (2)测积分电路 注意共 地! 信号源 红夹子 信号源黑 夹子 示波器 红夹子 示波器 黑夹子 R=10K，C=0.22uF uc 测量周期 电压峰峰值 课后计算时间 常数理论值τ 画出波形 用示波器观测UR两端的波形画出波形并记 录周期、幅值 微分电路的条件是：电路时间常数 远远小于 输入信号周期 (3)测微分电路 即输出电 压近似与 输入电压 的微分成 正比 比较电阻 R两端的 最大电压 与输入电 压大小？ T/2 (3)测微分电路 注意共 地 信号源 红夹子 信号源黑夹 子 示波器 红夹子 示波器黑夹子 R=100，C=0.1uF uR 测量周期 电压峰峰值 课后计算时间 常数理论值τ 画出波形 测时间常数电路 注意共 地! 信号源 红夹子 信号源黑 夹子 示波器 红夹子 示波器 黑夹子 R=10K，C=2200PF 信 号 源 信 号 源 黑夹子示 波器地 黑夹子： 信号源地 错误的 接线方法 示 波 器 黑夹子： 信号源地 黑夹 子： 示波 器地 正确的 接线方法 两个地线联 通，满足 共地 要求 示 波 器 注意: 下节课的实验,课前一定要预习,上课时抽查 预习情况. 下次实验的思考题: 测量电容、电阻两端电压时，示波器与信号发 生器的信号线怎样连接到电路中？（注意共地 问题） 例如测电阻上 的电压接线： 注意: 下节课的实验,课前一定要预习,上课时抽查 预习情况. 下次实验的思考题: 测量电容、电阻两端电压时，示波器与信号发 生器的信号线怎样连接到电路中？（注意共地 问题） 例如测电阻上 的电压接线： 。