为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划rl电路实验报告?实验七RC一阶电路的响应测试一、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.进一步学会用示波器观测波形。二、原理说明1.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。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。2.图7-1所示的RC一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数。3.时间常数的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如图7-1(a)所示。根据一阶微分方程的求解得知ucUme-t/RCUme-t/。当t时，Uc()。此时所对应的时间就等于。亦可用零状态响应波形增加到所对应的时间测得，如图13-1(c)所示。UmcUmca)零输入响应(b)RC一阶电路(c)零状态响应图7-14.微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，当utt满足RCT，则该RC电路称为积分电路。因为此时电路的输2出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波转变成三角波。从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与记录。四、实验内容实验线路板的器件组件，如图7-3所示，请认清R、C元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等。1.从电路板上选R10K，C6800pF组成如图13-1(b)所示的RC充放电电路。ui为脉冲信号发生器输出的Um3V、f1KHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源ui和响应uC的信号分别连至示波器的两个输入口YA和YB。这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，请测算出时间常数，并用方格纸按1:1的比例描绘波形。少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象。?R=10K，C=6800pF时，激励与响应的变化规律：电容先充电，为零状态响应。后放电，为零输入响应时间常数=10-5s?电阻R不变，减少电容C至3000pF,响应的图像变陡，如下图(b)(图b)?电阻R不变，增大电容C至8000pF,响应的图像变平缓，如下图(c)?电容C不变，电阻R减小至5K，响应的曲线变陡峭，如下图北京交通大学电子信息工程学院XXXX实验报告实验题目：一阶RC电路的研究。实验内容及结果：1.一阶RC电路的响应及值的测量理论依据，当t=时，电压值为实验电路：激励方波周期T8实际实验数据为：信号发生器频率f=83HZ峰峰值U=示波器TIME/DIV=2msCH1/2VOLT/DIV=1v电阻R=电容C=F;示波器上部分显示图像：在两格时，电容器上的电压大概达到,对应的时间格时格，即为1ms,实验测的时间常数=,理论的值是R*C=误差为%。2.设计一个积分电路：根据实验要求：=10T，通过可计算出R值。R=C实验电路：实际实验数据为：信号发生器频率f=100HZ峰峰值U=4V示波器TIME/DIV=2msCH1VOLT/DIV=1VCH2VOLT/DIV=50mV电阻R=10K电容C=10F;示波器上部分显示图像：CH1(1V)CH2(50mV)从图中可知微分信号的峰峰值为110mV。t12usdt得出理论峰峰值为100mV。根据公式?0R*C误差为10%。3.设计一个微分电路根据实验要求：T=10，通过可计算出R值。R=C实验电路：实际实验数据为：信号发生器频率f=100HZ峰峰值U=4V示波器TIME/DIV=2msCH1VOLT/DIV=2VCH2VOLT/DIV=2V电阻R=电容C=470nF;示波器上部分显示图像：实验图像与理论图像相差不大，冲击信号的峰值大概是激励方波的两倍，在图上可以明显的看出。注意事项：1.在测量时间常数的时候，函数发生器一定要调到合适的周期值，如何周期过小，会导致半个周期时，电容器上的电压信号还未达到峰值;如果周期过大，会使电容器上的电压信号达到峰值以后还停留过长时间，会增大实验的误差。2.在测量时间常数的电路时，要调整函数发生器的峰峰值，使得信号在的时候，是在整数格，以便与技术，同时方波周期在时间轴上也应调制整数格。3.示波器使用两个通道时，要使负极在同一个接地电。4.积分电路时，5T，微分电路时，T10。在本次实验中，积分电路按=10T设计，微分电路中按T=10设计。RC一阶电路的响应测试实验目的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.进一步学会用示波器观测波形。实验电路原理说明1.电路中某时刻的电感电流和电容电压称为该时刻的电路状态。t=0时电感的初始电流iL和电容电压uc称为电路的初始状态。在没有外加激励时，仅由t=0零时刻的非零初始状态引起的响应称为零输入响应称为，它取决于初始状态和电路特性，这种响应时随时间按指数规律衰减的。在零初始状态时仅由在t0时刻施加于电路的激励引起的响应称为零状态响应，它取决于外加激励和电路特性，这种响应是由零开始随时间按指数规律增长的。线性动态电路的完全响应为零输入响应和零状态响应之和。含有耗能元件的线性动态电路的完全响应也可以为暂态响应与稳态响应之和，实践中认为暂态响应在t=5时消失，电路进入稳态，在暂态还存在的这段时间就成为“过渡过程”。2.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。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。3.时间常数的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如图9-1(b)所示。根据一阶微分方程的求解得知ucUme如图9-1(c)所示。-t/RCCUme-t/。当t时，Uc()。此时所对应的时间就等于。亦可用零状态响应波形增加到所对应的时间测得，UmcUmc(b)零输入响应(a)RC一阶电路(c)零状态响应图9-14.微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，utt当满足RCT，则该RC电路称为积分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的2积分成正比。实验数据1.从电路板上选R10K，C3300pF组成如图9-1(b)所示的RC充放电电路。ui为脉冲信号发生器输出的Um3V、f1KHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源ui和响应uC的信号分别连至示波器的两个输入口YA和YB。这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，请测算出时间常数，并用方格纸按1:1的比例描绘波形。少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象响应uc的变化规律激励源u的变化规律令R10K，CF，观察并描绘响应的波形，继续增大C之值，定性地观察对响应的影响。C=FC=1000pF2、令CF，R1K。在同样的方波激励信号作用下，观测并描绘激励与响应的波形。R=1K?时的响应图增减R的值，定性地观察对响应的影响，并作记录。当R增至1M时，输入输出波形有何本质上的区别？R=100?时R=1M?时1.根据实验结果，所得的曲线计算值，并与参数值的计算结果作比较，分析误差原因。计算值。由于我们组用的电源是Um=，所以从0增加到所用时间为得到的位置利用图8位置测出时间常数测量得到=s，理论值为=RC=s测量结果与计算结果一样，没有误差。如果存在误差，则可能由于仪器精确度问题，测量时存在误差，读数时存在误差等原因。2、根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变化特征条件：积分电路应满足条件RCT2T2微分电路应满足条件RC波形变换特征：R固定时，当C增大，时间常数也增大，波形也变的陡一点。C固定时，当R增大，时间常数也增大，波形也变的陡一点。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。