阶电路动态响应实验报告
一阶电路动态响应实验报告
一阶电路动态响应实验报告一、实验报告概述一阶电路动态响应这个实验啊，可有意思啦。
这就像是探索电路世界里的一个小秘密一样。
咱这个实验呢，就是要看看电路在不同的初始条件下，它是怎么随着时间变化而做出反应的。
这就好比是观察一个小生物，看它在不同环境里是怎么生存的。
二、实验目标1. 我们要搞清楚一阶电路动态响应的特点。
就像是认识一个新朋友，要知道他的脾气秉性一样。
2. 学会用实验仪器来测量相关的数据。
这就像是厨师要学会用锅碗瓢盆做出美味佳肴一样。
3. 能够根据实验数据画出准确的响应曲线。
这曲线就像是这个电路的一张画像，能让我们一眼看出它的变化情况。
三、实验重点和难点1. 重点准确连接电路。
这就像是搭积木，每一块都要放对位置，不然整个电路就没法正常工作啦。
正确读取实验仪器的数据。
这数据可不能读错呀，读错了就像认错了路，会把我们带偏的。
2. 难点理解动态响应的概念。
这个概念有点抽象呢，就像雾里看花，要费点功夫才能看清楚。
对实验中出现的误差进行分析。
误差就像调皮的小捣蛋鬼，要找出它是从哪里冒出来的可不容易。
四、实验方法1. 我们采用的是实验测量法。
就像探险家拿着地图和工具去探索未知的地方一样，我们拿着仪器去测量电路的各种参数。
2. 还有对比法。
把不同条件下的实验结果进行对比，就像比较两个苹果，看哪个更甜一样。
五、实验过程1. 电路连接首先把电源、电阻、电容这些元件都拿出来。
就像准备食材一样，要把做菜的材料都准备好。
然后按照电路图小心翼翼地连接起来。
这时候要特别小心，就像走钢丝一样，一步都不能错。
我会跟同学们说：“同学们啊，这电路连接就像搭乐高积木，每个零件都有它的位置，可不能乱放哦。
”要是有同学接错了，我会笑着说：“哎呀，这个小零件跑错地方啦，咱们把它送回正确的家吧。
”2. 数据测量打开电源之后呢，我们就用仪器开始测量电压和电流啦。
这时候要眼睛紧紧盯着仪器的显示屏，就像小侦探在寻找线索一样。
我会提醒同学们：“大家的眼睛要像老鹰一样锐利哦，别错过任何一个数据。
实验九实验报告(二)--一阶动态电路的响应测试
实验九 ：一阶动态电路的响应测试（二）一、实验目的：1、 观测RC 一阶电路的方波响应；2、 通过对一阶电路方波响应的测量，练习示波器的读数；二、实验内容：1、研究RC 电路的方波响应。
选择T/RC 分别为10、5、1时，电路参数： R=1K Ω，C=0.1µF 。
2、观测积分电路的Ui(t)和Uc(t)的波形，记录频率对波形的影响，从波形图上测量时间常数。
积分电路的输入信号是方波，Vpp=5V 。
3、观察微分电路的Ui(t)和U R (t)的波形，记录频率对波形的影响。
微分电路的输入信号也是方波，Vp-p=1V 。
三、实验环境：面包板一个，导线若干，电阻一个（1k Ω），DS1052E 示波器一台，电解电容一个（0.1μF ），EE1641C 型函数信号发生器一台。
四、实验原理：1． 方波激励：•电路图：•方波波形：（调整方波电压范围在0~5V ） 2. 积分电路：一个简单的RC 串联电路，在方波脉冲的重复激励下，当满足τ=RC>>T/2时（T 为方波脉冲的重复周期），且由C 两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个积分电路。
此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。
•电路图：（以f=1000Hz 为例）C1100nF•仿真波形：（以f=1000Hz为例）3. 微分电路：一个简单的RC串联电路，在方波脉冲的重复激励下，当满足τ=RC<<T/2时（T为方波脉冲的重复周期），且由R两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。
因此此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。
•电路图：（以f=1000Hz为例）•仿真波形：（以f=1000Hz为例）五、实验数据：1.时间常数的计算：6-4；•U i(t)和U c(t)的波形及波形数据：①③3.微分电路：•U i(t)和U R(t)的波形及波形数据：①②③④六、数据分析总结：1.注意事项：（1）将方波波形底端定为基准，使方波激励电压范围在0~5V之间；（2）微分电路图中，若以积分电路的电路只改变示波器的通道连接，要注意不要将电容短路；（3）函数信号发生器的频率调节要结合档位，不换档位可能调不到所要的频率。
动态电路响应实验报告
一、实验目的1. 了解动态电路的基本原理和特性；2. 掌握一阶动态电路的响应规律；3. 熟练使用示波器、信号发生器等实验仪器；4. 提高实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理动态电路是指电路中含有电容或电感元件的电路。
在动态电路中，电容和电感元件的电压与电流之间的关系可以用导数和积分来描述。
一阶动态电路的响应规律主要由时间常数决定，时间常数τ = RC或τ = L/R，其中R为电阻，C为电容，L为电感。
一阶动态电路的响应分为三种：零输入响应、零状态响应和完全响应。
零输入响应是指在没有外加激励的情况下，仅由电路的初始状态引起的响应；零状态响应是指在外加激励作用下，电路的初始状态为零时的响应；完全响应是零输入响应和零状态响应的和。
三、实验仪器与设备1. 示波器 1台；2. 信号发生器 1台；3. 函数信号发生器 1台；4. 电阻（R1K、R10K、R100K）各1个；5. 电容（C10uF、C100nF）各1个；6. 面包板 1个；7. 导线若干；8. 5V电源 1个。
四、实验内容与步骤1. 零输入响应实验（1）搭建RC电路，电阻R取100KΩ，电容C取10uF；（2）打开电源，使电容充电至5V；（3）断开电源，观察电容电压随时间的变化，并记录数据；（4）重复实验多次，确保数据的准确性。
2. 零状态响应实验（1）搭建RC电路，电阻R取100KΩ，电容C取10uF；（2）打开电源，使电容放电；（3）观察电容电压随时间的变化，并记录数据；（4）重复实验多次，确保数据的准确性。
3. 完全响应实验（1）搭建RC电路，电阻R取100KΩ，电容C取10uF；（2）打开电源，使电容充电至5V，然后断开电源；（3）观察电容电压随时间的变化，并记录数据；（4）重复实验多次，确保数据的准确性。
4. 方波激励实验（1）搭建RC电路，电阻R取100KΩ，电容C取10uF；（2）使用函数信号发生器输出频率为1kHz，峰峰值为5V的方波信号；（3）观察电容电压随时间的变化，并记录数据；（4）重复实验多次，确保数据的准确性。
电路实验报告一阶动态电路的响应测试(2)方波激励解析
一阶动态电路的响应测试(2)方波激励实验报告实验摘要1.实验内容○1研究RC电路的方波响应,选择T/RC分别为10、5、2、1的情况,用示波器观察响应过程；○2电路参数：R=1KΩ、C=0.1μF；○3观测积分电路的Ui(t)和Uc(t)的波形，记录频率对波形的影响，从波形图上测量时间常数。
积分电路的输入信号是方波，Vpp=5V；○4观察微分电路的Ui(t)和UR(t)的波形，记录频率对波形的影响。
微分电路的输入信号也是方波，Vpp=5V2.名词解释一阶电路在一个电路简化后（如电阻的串并联，电容的串并联，电感的串并联化为一个元件），只含有一个电容或电感元件（电阻无所谓）的电路叫一阶电路。
主要是因为这样的电路的Laplace等效方程中是一个一阶的方程。
实验目的○1进一步了解一阶动态电路的特点、基本组态、性能参数；○2熟练掌握示波器的测量方法和操作步骤。
实验环境（仪器用品等）实验地点：综合楼负一楼7室电路实验室实验时间：11月29日晚实验仪器与元器件：函数信号发生器、电阻、电容、导线若干、镊子、面包板、示波器等本次实验的原理电路图如下图所示：（来自Multisim 12）积分测试电路微分测试电路实验原理含有L、C储能元件(动态元件)的电路，其响应可用微分方程求解。
凡是可用一阶微分方程描述的电路，称为一阶电路。
一阶电路可由一个动态元件和多个电阻元件组成。
※实验步骤※1.准备工作：检查示波器/函数信号发生器是否显示正常；选取定值电阻/电容○1检查示波器的使用状况，先进行自检，观察波形是否符合要求，如有问题，检查探头或接口是否存在问题；○2选出电阻，阻值为1KΩ，可根据色标法读出电阻的阻值，之后用万用表确定；选出0.1μF电容；○3检查函数信号发生器是否工作正常：先设置参数，再用调节好的示波器测量，看是否符合要求。
2.按照电路图在面包板上连接电路○1根据面包板竖向孔导通的特性，设计串并联电路；○2用镊子把所需的元器件插在面包板上。
广工一阶动态电路响应的研究实验报告
广工一阶动态电路响应的研究实验报告一阶动态响应实验报告一阶动态电路的响应测试实验报告1.实验摘要1、研究RC电路的零输入响应和零状态响应。
用示波器观察响应过程。
电路参数：R=100K、C=10uF、Vi=5V2.从响应波形图中测量时间常数和电容的充放电时间2.实验仪器5V电源，100KΩ电阻，10uF电容，示波器，导线若干2.实验原理（1）RC电路的零输入响应和零状态响应（i）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，电容电压uc（0）称为电路的初始状态。
（ii）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，它取决于初始状态和电路特性（通过时间常数τ=RC来体现），这种响应时随时间按指数规律衰减的。
（iii）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。
（iiii）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τ，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.时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形，根据一阶微分方程的求解得知uc＝Um*e-t/RC＝Um*e-t/τ,当t＝τ时，即t为电容放电时间，Uc(τ)＝0.368Um。
此时所对应的时间就等于τ。
亦可用零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得，即电容充电的时间t.（2）测量电容充放电时间的电路图如图所示，R=100KΩ，us=5V,c=10uF,单刀双掷开关A.4实验步骤和数据记录（i）按如图所示的电路图在连接好电路，测量电容C的两端电压变化，即一阶动态电路的响应测试。
一阶、二阶电路的动态响应
一阶电路和二阶电路的动态响应学号：1028401083 姓名：赵静怡一、实验目的1、掌握用Multisim研究一阶电路的动态响应特性测试方法2、掌握用Multisim软件绘制电路原理图3、掌握用Multisim软件进行瞬态分析4、深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应和完全响应5、深刻理解欠阻尼、临界、过阻尼的意义6、研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响二、实验原理⑴一阶电路含有一个独立储能元件，可以用一阶微分方程来描述的电路，称为一阶电路。
一阶RC电路零输入响应：当U s=0时，电容的初始电压U c(0+)=U0时，电路的响应称为零输入响应。
RCt c U t u -=0)(（t>=0）零状态响应：当电容电压的初始值U c (0+)=0时，而输入为阶跃电压u s =U S u(t)时，电路的响应称为零状态响应。
)()1()(t u eU t u RCts c --=⑵二阶电路用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。
RLC 串联二阶电路如上图就是一个典型的二阶电路，可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述：s c cc U u dt du RC dtu d LC =++22 衰减系数（阻尼系数）LR2=α 自由振荡角频率（固有频率）LCw o 1=⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=<=>，称为无阻尼情况，响应是等幅振荡性的0伟欠阻尼情况，响应是振荡性的，陈2临界阻尼情况，响应临界振荡，称为2为过阻尼情况响应是非振荡性的，称,2RCLR CLR CLR三、实验内容：1．用Multisim研究一阶电路的动态响应（1）实验电路（a） (b) (c)（2）初始条件如图所示，t=0电路闭合，分别仿真出电容上电压（从零时刻开始）的波形，说明各属于什么响应？三种情况下分别测量电容电压达到3v所用的时间。
①图（a）为零状态相应，电容上电压的波形如下图：由上图可知，电容电压达到3v所用的时间约为91.6146μm②图（b）为零输入相应，电容上电压的波形如下图：由上图可知，电容电压达到3v所用的时间为51.1196μm ③图（c）为全响应，电容上电压的波形如下图：由上图可知，电容电压达到3v 所用的时间为40.6082μm（3）写出三种情况下电容电压随时间的函数表达式，并分别计算出电容电压为3V 时的时间。
实验九实验报告(一)--一阶动态电路的响应测试
实验九 ：一阶动态电路的响应测试（一）一、实验目的：1. 测定RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应。
2. 学习电路时间常数的测量方法。
二、实验内容：在面包板上搭建RC 电路，用开关控制零输入和零状态，用示波器观察其响应过程。
三、实验环境：面包板一个，电路箱一个，单刀双掷开关一个，导线若干，电阻一个（100k Ω），DS1052E 示波器一台，电解电容一个（10μF ）。
四、实验原理：1.零输入与零状态：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i L （0）和电容电压u c （0）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，它取决于初始状态和电路特性（通过时间常数τ=RC 来体现），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t 0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。
2. 时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如下图所示, 根据一阶微分方程的求解得知u c ＝U m e-t/RC＝U m e-t/τ。
当t ＝τ时，Uc(τ)＝0.368U m 。
此时所对应的时间就等于τ。
亦可用零状态响应波形增加到0.632U m 所对应的时间测得τ.零输入响应 零状态响应3.RC 一阶响应电路图：VDDττ4.仿真波形图：五、实验数据：实验波形图：六、数据分析总结：1.τ的测量：根据u c＝U m e-t/RC＝U m e-t/τ:充电过程：当t＝τ时,u2=0.632u1;放电过程：当t＝τ时,u2=0.368u1;可得：ΔU=2.93V•零输入响应：τ= t2- t1=960ms•零状态响应:τ= t1- t2=1.04s2.误差分析：（1）示波器测量ΔU有误差；（2）电容正负极接反也会导致误差；3.总结：τ的大小能大致描述充放电的快慢。
电路实验九实验报告_一阶动态电路的响应测试(2)
电路实验九 实验报告实验题目：一阶动态电路的响应测试（2）实验内容：研究RC 方波响应。
选择T/RC 分别为10、5、2、1时，观测Ui(t)和Uc(t)的波形，R=1K Ω，C=0.1µF 。
实验环境：导线、面包板、色环电阻、电容器、示波器DS1052E ，函数发生器EE1641D 。
实验原理：动态电路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。
实验中，我们选择的方波V p-p =5V ，V max =5V ，V min =0V 。
因为RC 的值已经确定，所以T/RC 的值可由方波的频率f 决定，其对应的关系如下：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， 当满足τ＝RC<<2T时（T 为方波脉冲的重复周期），且由R 两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。
因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。
将R 与C 位置调换一下，由 C 两端的电压作为响应输出，且当电路的参数满足τ＝RC>>2T，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积分成正比。
积分电路的输出电压如下：微分电路的输出电压如下：实验电路图如下所示：积分电路：XSC1微分电路：XSC1实验记录及结果分析：1.积分电路的输入输出波形：2.微分电路的输入输出波形：实验总结：这次实验是继续上一次的实验内容，经过上一次实验对RC电路的逐渐熟悉了解之后，加上实验前上网搜索了有关RC积分微分电路的资料，整个实验过程较为顺利，成功地测出了在随着输入信号周期与RC电路时间常数的关系的变化而变化的输出波形图，对RC电路的完全响应有了更深一步的理解。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验二：二阶电路动态响应
学号：27 姓名：李昕怡 成绩： 一、 实验目的
1. 深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应及完全响应.
2. 深刻理解欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的意义.
3. 研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响.
4. 掌握用Multisim 软件绘制电路原理图的方法.
二、 实验原理及思路
实验原理：
用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。
如图所示的RLC 串联电路是一个典型的二阶电路，可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述：
22u u u c c c c d d LC RC U dt dt
++=
定义衰减系数（阻尼系数）R
L α=
,自由振荡角频率（固有频率）0ω=. 1. 零输入响应.
动态电路在没有外施激励时，由动态元件的初始储能引起的响应，称为零输入响应。
（1） 当R ＞.
（2） 当R .
（3） 当R ＜. 2. 零状态响应.
动态电路的初始储能为零，由外施激励引起的电路响应称为零状态响应.与零输入响应类似，电压电流的变化规律取决于电路结构、电路参数，可以分为过阻尼、欠阻尼、临界阻尼等三种充电过程。
实验思路：
1. 用方波信号作为输入信号，调节方波信号的周期，观测完整的响应曲线.
2. 用可变电阻R 代替电路中的电阻，计算电路的临界阻尼，调整R 的大小，使电路分别处于欠阻尼、临界阻尼和过阻尼的情况，观测电容两端的瞬态电压变化.
3. 测定衰减振荡角频率d ω和衰减系数α.在信号发生器上读出信号的震荡周期T d ，则：
22d d d
f T πωπ== 1
2
1ln d h T h α=
其中h 1、h 2分别是两个连续波峰的峰.
三、 实验内容及结果
1. 计算临界阻尼.
1.348R k ≈Ω 仿真.
（1）从元器件库中选择可变电阻、电容、电感，创建如图所示电路.
（2）将J1与节点0相连，用Multisim 瞬态分析仿真零输入响应（参数欠阻尼、临界阻尼、过阻尼三种情况），观测电容两端的电压，将三种情况的曲线绘制在同一张图上，从上至下分别是：R 1=10％R （欠阻尼），R 1=Ω（临界阻尼），R 1=90％R （过阻尼）.
（3）将J1与节点4相连，用Multisim 瞬态分析仿真全响应（欠阻尼、临界阻尼、过阻尼三种情况），观测电容两端的电压，将三种情况的曲线绘制在同一张图上，从上至下分别是：R 1=10％R （欠阻尼），R 1=Ω（临界阻尼），R 1=90％R （过阻尼）.
（4）在Multisim 中用函数发生器、示波器和波特图绘制如图所示的电路图，函数信号发生器设置：方波、频率1kHz 、幅度5V 、偏置5V.
用瞬态分析观测电容两端的电压. R 1=10％R （欠阻尼）：
R
=Ω（临界阻尼）：
1
=90％R（过阻尼）：
R
1
=100Ω、L=10mH、C=47nF、可变
2.在电路板上焊接实验电路，器件参数：R
1
.
电阻R
2
3.调节可变电阻R
，观察二阶电路在方波信号下由过阻尼过渡到临界阻尼，
2
的值，记录示波器上最后过渡到欠阻尼的变化过渡过程，记录三种情况下R
2
使示波器荧光屏上呈现稳定的欠阻尼响应波形，定量测定此时电路4.调节R
2
d
四、结论及分析
1.结论：当RLC串联电路中电阻R值由大至小改变时，电路由过阻尼情况过渡
到临界阻尼情况，再由临界阻尼情况过渡到欠阻尼情况，电容两端的电压波形也随之改变.
2.误差分析：万用表测量时和读数时的误差；电感和电容存在交流损耗，这种
交流损耗可以等效成损耗电阻；电感、电容大小真实值与理论值存在差距.
3.收获：近一步了解了Multisim的使用方法，巩固了二阶电路动态响应的特性
知识.
4.改进建议：在焊接之后剪去多余的引脚，防止引脚相互触碰造成的测量误差.。