电路分析C实验五、一阶设计实验.ppt

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1、设计性实验报告要求：(1).实验目的(2).设计要求(3).电路设计叙述工作原理，画出电路图，计算并确定元件参数。(4).测试数据及分析 简述调试方式。记录测试数据，并绘出所观察到的输出波形图。分析实验结果，得出相应结论。(5)调试过程中所遇到的问题及解决方法。,设计性实验一,一阶网络响应特性的研究,实验目的,研究一阶RC电路的零状态响应和零输入响应的基本规律和特点。理解时间常数对响应波形的影响。掌握有关积分电路和微分电路的概念。,设计任务,1、设计一个RC充放电路2、设计一个积分电路3、设计一个微分电路,1、设计一个RC充放电路输入信号为恒定电压Us=5V时间常数在0.4s-1s之间2、设计

2、一个积分、微分电路设计一个由Upp=6v,f=1kHz方波信号激励的积分、微分电路.要求积分电路的时间常数 10T要求微电路的时间常数 T/10,输入信号为恒定电压Us=5V时间常数在0.4s-1s之间用示波器观察电容电压Uc变化规律，分别记录零状态响应和零输入响应的波形。注:选择一组参数,1、设计一个RC充放电路,一阶RC电路图,当t=0时，开关K打向1位置，此时为一阶RC电路的零状态响应，即RC充电电路。在充电的过程中，电容电压uC随时间按指数规律上升，上升的速度取决于电路中的时间常数，即R或C的参数越大，时间常数也越大，电容充电的时间也越长，当t=5时，uC=0.993uS，一般认为已上

3、升到5V的值。,当开关K由1位置打向2位置，此时为一阶RC电路的零输入响应，即RC放电电路。在放电的过程中，电容电压初始值为u0=5V，电容电压随时间按指数规律衰减，衰减的速度取决于电路中的时间常数，即R或C的参数越大，时间常数也越大，电容放电的时间也越长，当t=5时，uC=0.007u0，一般认为电容电压u0已衰减到0。,注意事项,用示波器观察响应时，应注意以下几点：1、在使用CH1/2通道时，正确的选择耦合模式，这时应将它选择在直流耦合模式。2、正确的选择垂直刻度：电压的量程挡要合适。3、正确的选择水平刻度：扫描时间要选取适当，扫描位置应置于S档，当扫描亮点开始在荧光屏右端出现时，立即改变

4、开关K的位置，以便观察完整的响应扫描波形。以滚动模式显示波形（在示波器的水平设置菜单中调出滚动模式）。,2、设计一个微分电路,设计一个由Upp=6v,f=1kHz方波信号激励的微分电路,要求微电路的时间常数(T为方波信号的周期)分别记录U(t)、UR(t)的波形。当f和C保持不变，改变R 注:(选择二组不同的R值),微分电路实验图,微分电路输入、输出波形,(1)在t=0时，因电容上电压不能突变（来不及充电，相当于短路，uC0），输入电压us全降在电阻R上，即uR6V。随后（t0），电容C的电压按指数规律快速充电上升，输出电压随之按指数规律下降（因uRusuC），经过大约3（RC）时，uC=6V

5、，uR=0，的值愈小，此过程愈快，输出正脉冲愈窄。（2）t=T/2时，uS由6V0,相当于输入端被短路，电容开始按指数规律经电阻R放电，刚开始，电容C来不及放电，它的左端（正电）接地，所以uR6V，之后uO随电容的放电也按指数规律减小，同样经过大约3后，放电完毕，输出一个负脉冲。,3、设计一个积分电路,设计一个由Upp=6v,f=1khz方波信号激励的积分电路,要求积分电路的时间常数(T为方波信号的周期)分别记录U(t)、Uc(t)的波形当f和C保持不变，改变R 注:（选择二组不同的R值),积分电路实验图,积分电路输入、输出波形,t=0,uS由06V，因电容上电压不能突变，uC00 tT/2，

6、电容开始充电，uC按指数规律上升，由于10T，电容充电非常缓慢，uC上升很小，uCuR。3）t=T/2时，uS由60，相当于输入端被短路，电容R缓慢放电，uC按指数规律下降。在方波到来期间，电容只是缓慢充电，u0还未上升到6V时，方波就消失，电容开始放电，而且越大，锯齿波越接近三角波。输出波形是对输入波形积分运算的结果。,注意事项,1、在观察uS（t）和uc（t）的波形时，由于两者幅度相差较大，因此要注意调节垂直刻度的量限。2、信号源的“地线”要和示波器的“地线”接在一起。3、可使用示波器的储存或调出功能，将二组不同的参数结果储存，以便观察、对比、分析。,实验仪器,直流稳压电源数字示波器数字万

7、用表实验箱,注意：,在电路未连接完成或未检查前，不要通电。实验结束时,请将与实验板的连线拆除,但不要拆除连接仪器上的连线！请将实验台桌收拾好，老师检查后，方可离开。,RC充放电路元件选取范围,电容:10uF 47uF 100uF 2.2uF 4.7uF112 号 10uF 47uF 2.2uF1326号 100uF 4.7uF 10uF2738号 47uF 2.2uF 100uF先选定C，再选择1组R值,微分电路元件选取范围,电容:0.1uF 0.01uF 0.022uF112 号 0.1uF1326号 0.01uF2738号 0.022uF保持f和C不变，改变R,选择二组不同的R值,积分电路元件选取范围,电容:10uF 47uF 100uF112 号 47uF 1326号 100uF2738号 10uF保持f和C不变，改变R,选择二组不同的R值,微分电路,积分电路,