微分电路积分电路分析.docx

微分电路积分电路分析姓名：王雨辰班级：072143学号：20141000502一、实验目的1、测定RC 一阶电路的积分、微分电路2、掌握有关微分电路和积分电路的概念二、实验器材示波器、信号发生器、电阻箱三、实验原理1、微分电路图1 RC微分电路图2微分电路的Ui与U0波形在图1所示电路中，激励源U1为一矩形脉冲信号，响应是从电阻两端取出的电 压，即U0=Ut，电路时间常数小于脉冲信号的脉宽，通常取T =t0/10。因为t<0时，Uc(0_)=0v，而在t = 0时，U1突变到Us，且在0< t < t1期间有：U1=Us，相当于在RC串联电路上接了一个恒压源。由于U(c0+)=0v， 则由图1电路可知U1=Uc+U0。所以U(0+)=Us，艮即输出电压产生了突变，从 0 V突跳到Us。因为T =t0/10，所以电容充电极快。当t=3T 时，有Uc(3t )=Us，则U0(3t )=0v。故在0<t<t1期间内，电阻两端 就输出一个正的尖脉冲信号，如图2所示。在t=t1时刻，U1又突变到0 V，且 在t1<t<t2期间有：U1= 0 V，相当 于将RC串联电路短接。由于t=t1时，Uc(t1) =U0，故U0(t1)=Uc(t1)。因为T =t0/10，所以电容放电过程极快。当t=3T 时，有Uc(3t )=0v，使U0(T )=0v。故在0<t<t1期间内，电阻两端就 输出一个正的尖脉冲信号，如图2所示。由于U1为一周期性的矩形脉冲波信 号，则U0也就为同一周期正负尖脉冲波信号，如图4-18所示。尖脉冲信号的用途十分广泛，在数字电路中常用作触发器的触发信号；在变流技 术中常用作可控硅的触发信号。这种输出的尖脉冲波反映了输入矩形脉冲微分的 结果，故称这种电路为微分电路。微分电路应满足三个条件： 激励必须为一周期性的矩形脉冲； 响应必须是从电阻两端取出的电压； 电路时间常数远小于脉冲宽度，即Tt1。2、积分电路图三积分电路图四积分电路的Ui与U0波形在图4-19所示电路中，激励源U1为一矩形脉冲信号，响应是从电容两端取出的 电压，即U0=Uc，且电路时间常数大于脉冲信号的脉宽，通常取T =10t0。因为 t=0_时，Uc (0_)=0v，在t =0时刻突然U1从0 V上升到Us时，仍有Uc(0+)=0v， 故Ur(0+)=Us。在0<t<t1期间内，U0=Us。由于T =10t0，所以电容充电极慢。当t=t1时，U0(t1)=1/3Us。电容尚未充电至稳态时，输入信号已经发生了突 变，从Us突然下降至0 V。则在t1<t<t2期间内，U1=0v。由于Uc(t1)=Us/3，所 以电容从Us/3处开始放电。因为R较大C较小，放电进行得极慢，当电容电压 还未衰减到0v时，U1又发生了突变并周而复始地进行。这样，在输出端就得到 一个锯齿波信号，如图3所示。锯齿波信号在示波器、显示器等电子设备中作扫描电压。由图3波形可知：若T 越大，充、放进行得越缓慢，锯齿波信号的线性就越好。从图3波形还可看出， U0是对U1积分的结果，故称这种电路为积分电路。RC积分电路应满足三个条 件： U1为一周期性的矩形波； 输出电压是从电容两端取出； 电路时间常数远大于脉冲宽度，即T >>t0。四、实验数据1微分电路随电阻减小，曲线越尖锐2、积分电路随电容增大，曲线越平缓五、结果分析与问题讨论