一、實驗目的
1. 測定rc一階電路的零輸入響應，零狀態響應及完全響應。
2. 學習電路時間常數的測定方法。
3. 掌握有關微分電路和積分電路的概念。
4. 學習使用multisim軟體進行電路**。
二、原理說明
1. rc一階電路的零輸入響應和零狀態響應分別按指數規律衰減和增長，其變化的快慢決定於電路的時間常數τ。
2. 時間常數τ的測定方法
圖5-1(a)所示電路
用示波器測得零輸入響應的波形如圖5-1(b)所示。
根據一階微分方程的求解得知
uc＝ee-t/rc＝ee-t/τ
當t＝τ時，uc(τ)＝0.368e, 此時所對應的時間就等於τ
亦可用零狀態響應波形增長到0.632e所對應的時間測得，如圖5-1(c)所示。
(b) 零輸入響應a) rc一階電路c) 零狀態響應
圖 5-1
3. 微分電路和積分電路是rc一階電路中較典型的電路，它對電路元件引數和輸入訊號的週期有著特定的要求。乙個簡單的rc串聯電路，在方波序列脈衝的重複激勵下，當滿足τ＝rc時（t為方波脈衝的重複週期），且由r端作為響應輸出，如圖5-2(a)所示。
這就構成了乙個微分電路，因為此時電路的輸出訊號電壓與輸入訊號電壓的微分成正比。
(a) 微分電路b) 積分電路
圖5-2
若將圖5-2(a)中的r與c位置調換一下，即由 c 端作為響應輸出，且當電路引數的選擇滿足τ＝rc條件時，如圖5-2(b)所示即構成積分電路，因為此時電路的輸出訊號電壓與輸入訊號電壓的積分成正比。
乙個二階電路在方波正、負階躍訊號的激磁下，可獲得零狀態與零輸入響應，其響應的變化軌跡決定於電路的固有頻率，當調節電路的元件引數值，使電路的固有頻率分別為負實數、共軛複數及虛數時，可獲得單調地衰減、衰減振盪和等幅振盪的響應。在實驗中可獲得過阻尼，欠阻尼和臨界阻尼這三種響應圖形。
過阻尼、臨界阻尼欠阻尼
三、實驗裝置
四、實驗內容
實驗線路板的結構如圖5-3所示，認清r、c元件的布局及其標稱值，各開關的通斷位置等等。
1. rc一階電路的測試，選擇動態線路板上r、c元件，令
(1) r＝10kω， c＝1000pf
由圖5-3組成如圖5-1(a)所示的rc充放電電路，e為函式訊號發生器輸出，取um＝3v，f＝1khz的方波電壓訊號，並通過兩根同軸電纜線，將激勵源ui和響應u0
圖5-3
的訊號分別連至示波器的兩個輸入口ya和yb，這時可在示波器的螢幕上觀察到激勵與響應的變化規律，求測時間常數τ，並描繪ui及u0波形。
(2) 令r＝10kω，c＝3300pf，觀察並描繪響應波形；繼續增大 c之值（c=0.33uf），定性觀察對響應的影響。
2. 由圖5-3組成如圖5-2(a)所示微分電路,令c＝0.1uf，r＝100ω。在同樣的方波激勵訊號(um＝3v，f＝1khz)作用下，觀測並描繪激勵與響應的波形。
增減r之值，定性觀察對響應的影響，並作記錄。當r增至∞時，輸入輸出波形有何本質上的區別？
二階電路的測試。動態電路實驗板如圖5-3所示，組成如圖5-4所示的gcl併聯電路。
令r1＝10kω，l＝10mh，c＝1000pf，r2為10kω可調電阻器，令函式訊號發生器的輸出為um＝3v，f＝1khz的方波脈衝訊號，通過同軸電纜線接至上圖的激勵端，同時用同軸電纜線將激勵端和響應輸出端接至雙蹤示波器的ya和yb兩個輸入口。
圖 5-4
（1）調節可變電阻器r2之值，觀察二階電路的零輸入響應和零狀態響應由過阻尼過渡到臨界阻尼，最後過渡到欠阻尼的變化過渡過程，分別定性地描繪、記錄響應的典型變化波形。
（2）調節r2使示波器螢光屏上呈現穩定的欠阻尼響應波形，定量測定此時電路的衰減常數α和振盪頻率ωd，其中衰減常數可從相鄰峰值電壓比值及對應的時間差等引數求出：，振盪頻率fd可從波形圖上求出,ωd=。
3. 改變一組電路引數，如增、減l或c之值，重複步驟2的測量，並作記錄，描繪二階電路過阻尼、 臨界阻尼和欠尼的響應波形。
隨後仔細觀察，改變電路引數時，ωd與α的變化趨勢，並作記錄。
五、實驗步驟
1、使用multisim軟體進行電路**，完成以上實驗內容，記錄**結果；
2、使用電路原理實驗箱完成以上實驗內容。
六、實驗注意事項
1． 示波器的輝度不要過亮；
2． 調節儀器旋鈕時，動作不要過猛；
3．調節示波器時，要注意觸發開關和電平調節旋鈕的配合使用，以使顯示的波形穩定；
4．作定量測定時，「t/div」和「v/div」的微調旋鈕應旋至「校準」位置；
5．為防止外界干擾，函式訊號發生器的接地端與示波器的接地端要連線在一起（稱共地）；
七、預習思考題
1. 什麼樣的電訊號可作為rc一階電路零輸入響應、零狀態響應和完全響應的激勵訊號？
2. 已知rc一階電路r＝10kω，c＝0.1μf，試計算時間常數τ。
3. 積分電路和微分電路這兩種電路有何功用？
電路實驗報告 RC一階電路的暫態響應
電路與模電 實驗報告 姓名學號 實驗時間實驗地點 指導老師班級 一 實驗目的 1.測定rc一階電路的零輸入響應 零狀態響應和全響應。2.學習時間常數的測量方法。3.掌握有關微分電路 積分電路的概念。4.進一步學會用示波器觀測波形。二 實驗原理 1.動態電路的過渡過程是十分短暫的單次變化過程，對時間常...
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