一阶、二阶动态电路实验报告 - 3
二阶动态电路的响应实验报告
二阶动态电路的响应实验报告
《二阶动态电路的响应实验报告》
实验目的：
本实验旨在通过对二阶动态电路的响应进行实验，探究电路在不同输入信号下的响应特性，以及对电路参数的影响。
实验原理：
二阶动态电路是由两个一阶电路级联而成，通常由两个电容和两个电阻组成。
在输入信号作用下，电路会产生振荡响应，并且响应的频率和幅度受到电路参数的影响。
实验步骤：
1. 搭建二阶动态电路实验电路，包括两个电容和两个电阻，并连接信号发生器和示波器。
2. 调节信号发生器的频率和幅度，记录不同频率下电路的响应波形。
3. 改变电路参数，如电容和电阻的数值，再次记录不同参数下的响应波形。
实验结果：
通过实验观察和记录，我们发现在不同频率下，电路的响应波形呈现出不同的振荡特性，频率越高，振荡周期越短，幅度越小。
同时，改变电路参数也会对响应波形产生影响，电容和电阻的数值变化会导致振荡频率和幅度的变化。
实验结论：
通过本实验，我们深入了解了二阶动态电路的响应特性，以及电路参数对响应的影响。
这对于我们在实际工程中设计和调试电路时具有重要的指导意义，也为我们进一步深入学习电路理论打下了坚实的基础。
总结：
本实验通过实际操作和数据记录，深入探究了二阶动态电路的响应特性，为我们理解电路的振荡特性和参数调节提供了直观的实验结果。
同时，也为我们今后的学习和工作提供了宝贵的经验和启示。
一阶电路的过渡过程实验报告
一阶电路的过渡过程实验报告一阶电路的过渡过程实验报告引言：电路是电子学的基础，而一阶电路是最基本且常见的电路之一。
通过对一阶电路的过渡过程进行实验研究，可以更好地理解电路的工作原理和性能特点。
本文将介绍一阶电路的过渡过程实验的目的、实验装置、实验步骤、实验结果及分析，并对实验中遇到的问题进行讨论。
实验目的：1. 了解一阶电路的基本原理和性能特点；2. 研究一阶电路的过渡过程，掌握其响应特性；3. 探究不同参数对一阶电路过渡过程的影响。
实验装置：1. 信号发生器：用于产生输入信号；2. 一阶电路：包括电阻、电容等元件；3. 示波器：用于观测电路的输入输出信号。
实验步骤：1. 搭建一阶电路：根据实验要求，选择适当的电阻和电容值，按照电路图搭建一阶电路；2. 连接信号发生器和一阶电路：将信号发生器的输出端与一阶电路的输入端相连；3. 连接示波器：将示波器的探头分别连接到一阶电路的输入端和输出端；4. 设置信号发生器的参数：根据实验需要，设置信号发生器的频率、幅值等参数；5. 观测电路的过渡过程：调整示波器的触发方式和时间基准，观测电路的输入输出信号，并记录数据；6. 改变电阻或电容值：在实验过程中，可以改变电阻或电容的值，观察其对过渡过程的影响；7. 数据分析：根据实验数据，分析一阶电路的过渡过程特性，并进行讨论。
实验结果及分析：通过实验观测和数据记录，我们得到了一阶电路的过渡过程的波形图和相关数据。
根据波形图，我们可以看到电路的过渡过程包括上升过程和下降过程。
上升过程是指电路输出信号从低电平逐渐上升到稳定的高电平的过程；下降过程则是指电路输出信号从高电平逐渐下降到稳定的低电平的过程。
在过渡过程中，我们可以观察到以下几个重要的参数：1. 上升时间（Rise Time）：指电路输出信号从低电平上升到高电平所需的时间；2. 下降时间（Fall Time）：指电路输出信号从高电平下降到低电平所需的时间；3. 峰值时间（Peak Time）：指电路输出信号达到峰值的时间；4. 峰值幅值（Peak Amplitude）：指电路输出信号的最大幅值；5. 调整时间（Settling Time）：指电路输出信号从过渡过程到达稳态所需的时间。
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。
动态电路的实验报告
一、实验目的1. 理解动态电路的基本原理和特性。
2. 掌握动态电路的时域分析方法。
3. 学习使用示波器、信号发生器等实验仪器进行动态电路实验。
4. 通过实验验证动态电路理论，加深对电路原理的理解。
二、实验原理动态电路是指电路中含有电容或电感的电路。
动态电路的特点是电路中的电压、电流随时间变化，其响应具有延时特性。
本实验主要研究RC一阶动态电路的响应。
RC一阶动态电路的零输入响应和零状态响应分别由电路的初始状态和外加激励决定。
零输入响应是指在电路没有外加激励的情况下，由电路的初始状态引起的响应。
零状态响应是指在电路初始状态为零的情况下，由外加激励引起的响应。
三、实验仪器与设备1. 示波器：用于观察电压、电流随时间的变化。
2. 信号发生器：用于产生方波、正弦波等信号。
3. 电阻：用于构成RC电路。
4. 电容：用于构成RC电路。
5. 电源：提供实验所需的电压。
6. 导线：用于连接电路元件。
四、实验步骤1. 构建RC一阶动态电路，连接好实验仪器。
2. 设置信号发生器，输出方波信号，频率为1kHz，幅度为5V。
3. 使用示波器分别观察电容电压uc和电阻电压ur的波形。
4. 改变电路中的电阻R和电容C的值，观察电路响应的变化。
5. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 当电阻R和电容C的值确定后，电路的零输入响应和零状态响应分别如图1和图2所示。
图1 零输入响应图2 零状态响应从图中可以看出，零输入响应和零状态响应均呈指数规律变化。
在t=0时刻，电容电压uc和电阻电压ur均为0。
随着时间的推移，电容电压uc逐渐上升，电阻电压ur逐渐下降，最终趋于稳定。
2. 当改变电阻R和电容C的值时，电路的响应特性发生变化。
当电阻R增大或电容C减小时，电路的响应时间延长，即电路的过渡过程变慢；当电阻R减小或电容C增大时，电路的响应时间缩短，即电路的过渡过程变快。
3. 通过实验验证了动态电路理论，加深了对电路原理的理解。
一阶动态电路的响应测试实验报告
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。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告姓名：学号：班级：实验一 一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试一、 实验目的1. 了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。
2. 学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。
3. 学习阶跃响应的测试方法。
二、 实验内容1. 建立一阶系统的电子模型，观测并记录在不同时间常数T 时的阶跃响应曲线，并测定其过渡过程时间Ts 。
2．建立二阶系统的电子模型，并记录在不同的阻尼比ζ时的阶跃响应曲线，并测定其超调量δ%及过渡过程时间Ts 。
三、 实验原理1.一阶系统系统传递函数为： 模拟运算电路如图1-1所示：图 1-1其中R1=R2，T=R2·C 其中电阻电容的具体取值见表1-12. 二阶系统系统传递函数为： 模拟运算电路如图1-2所示：图1-2其中R2·C1=1，R3·C2=1，R4/R3=ξ21各元器件具体取值如图1-2所示。
222()()()2n n nC s s R s S S ωζωωΦ==++()()()1C s Ks R s TS Φ==+四、实验数据1.一阶系统1）数据表格（取5%误差带，理论上Ts＝3T）表1-1T/s 0.25 0.5 1 R2(R1)/Ω250k 500k 1MC/μF 1 1 1Ts实测/s 0.74 1.46 2.99Ts理论/s 0.75 1.5 3 阶跃响应曲线图1-3 图1-4 图1-5 2）响应曲线图1-3 (T=0.25)图1-4 (T=0.5)图1-5 (T=1)2. 二阶系统 1)数据表格表1-2说明：（1）0﹤ζ﹤1，为欠阻尼二阶系统,超调量理论计算公式2/1%100%eπζζσ--=⨯(2)取5%误差带，当ζ值较小(0﹤ζ﹤0.7)采用近似公式 进行估算;当ζ值较大(ζ﹥0.7)采用近似公式 7.145.6-=ξsT 进行估算.2)响应曲线图1-6 (ζ=0.25)ζ0.25 0.5 0.7 1.0 /rad/s 1 1 1 1 R 4/M Ω 2.0 1.0 0.7 0.5 C2/μF 1.0 1.0 1.0 1.0 σ%实测 43.77 16.24 4.00 0.02 σ%理论 44.43 16.30 4.600 Ts 实测/s 13.55 5.47 3.03 4.72 Ts 理论/s 14 7 5 4.75 阶跃响应曲线图1-6图1-7图1-8图1-9ns T ξω5.3=图1-7 (ζ=0.5)图1-8 (ζ=0.7)图1-9 (ζ=1)五、 误差分析1. 对一阶系统阶跃响应实验当T=0.25 时， 1.3%%10075.074.0-75.0=⨯=误差。
二阶方波输入动态电路测试实验报告
实验八二阶动态电路测试实验报告姓名：学号：班级：一、实验目的1.测定RCL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测绘图形。
5. 研究RCL电路的方波响应二、实验内容1.研究RLC串联电路的零状态响应和零输入响应2.零输入响应3.电路参数：R=1K,C=0.1uf L=10mH 方波Vpp=5v4.用示波器观察Ut的波形，记录两种两种响应的欠阻尼和过阻尼，临界状态情况，测量阻尼系数。
三．数据分析电路图如下：XSC11.过阻尼波形图2.欠阻尼波形图时，所得波形(过阻尼) 图2-6 ，所得波形(过阻尼) 从这5组图像中可以看出，当R=467.5时，电路发生震荡，处于欠阻尼状态；3.临界情况波形图分析：在同样的误差范围，临界阻尼电路传输的信号速率最高，过阻尼电路传输的信号速率最低。
上面三张图中可以看出临界阻尼响应输出最先稳定，过阻尼响应输出稳定最慢。
数据记录：Um1=4.92v Um2=3.00v 则dUm=1.92vUm1=4.92v Um2=3.00v dUm=1.92vR/2L=4000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 数据分析：初始条件、电感及电容的值如图所示，t=0电路闭合。
计算临界阻尼时的R 值。
并分别仿真R1=R/3、R 和3R 三种情况下电容上的电压，临界阻尼时456.6321010010102293=⨯⨯==--C L R Ω四．实验注意事项1. 调节电子仪器各旋钮时，动作不要过猛。
一阶动态电路实验报告
一阶动态电路实验报告一阶动态电路实验报告引言：动态电路是电子电路中常见的一种电路类型，它能够实现信号的放大、滤波和时序控制等功能。
本实验旨在通过搭建一阶动态电路并进行实验验证，深入理解动态电路的工作原理和特性。
实验目的：1. 掌握一阶动态电路的基本原理和特性；2. 学习使用实验仪器搭建一阶动态电路；3. 通过实验验证一阶动态电路的放大和滤波功能。
实验器材：1. 动态电路实验箱；2. 函数信号发生器；3. 示波器；4. 电压表；5. 电阻、电容等元件。
实验步骤：1. 搭建一阶低通滤波器电路，连接函数信号发生器和示波器；2. 调节函数信号发生器的频率和幅度，观察输出信号的变化；3. 测量输入信号和输出信号的幅度，并计算增益；4. 更换电阻或电容元件，观察输出信号的变化；5. 搭建一阶高通滤波器电路，重复步骤2-4。
实验结果：在实验过程中，我们搭建了一阶低通滤波器电路和一阶高通滤波器电路，并进行了一系列实验观察和测量。
首先，我们调节函数信号发生器的频率和幅度，观察输出信号的变化。
当输入信号频率较低时，输出信号基本与输入信号保持一致；而当输入信号频率逐渐增大时，输出信号的幅度逐渐减小，呈现出低通滤波的特性。
这说明一阶低通滤波器电路能够抑制高频信号的传输，实现信号的滤波功能。
其次，我们测量了输入信号和输出信号的幅度，并计算了增益。
通过实验数据的分析，我们发现随着输入信号频率的增加，输出信号的幅度逐渐减小，增益也逐渐减小。
这与一阶低通滤波器的特性相吻合。
在更换电阻或电容元件的实验中，我们发现改变电阻值或电容值会对输出信号产生影响。
当电阻值增大或电容值减小时，输出信号的幅度减小，滤波效果增强；反之，输出信号的幅度增大，滤波效果减弱。
这进一步验证了一阶动态电路的特性。
结论：通过本次实验，我们深入了解了一阶动态电路的工作原理和特性。
一阶低通滤波器能够抑制高频信号的传输，实现信号的滤波功能；而一阶高通滤波器则能够抑制低频信号的传输，实现信号的滤波功能。
- 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)。
《电路原理》
实 验 报 告
实验时间：2012/5/13
一、实验名称 一阶、二阶动态电路 二、实验目的
1．加深对RC 微分电路和积分电路过渡过程的理解。
2．研究R 、L 、C 电路的过渡过程。
三、实验原理
1．用示波器研究微分电路和积分电路。
(1) 微分电路
微分电路在脉冲技术中有广泛的应用。
在图3-1电路中，
dt
du RC
Ri u c
sc ==
(1)
即输出电压sc u 与电容电压c u 对时间的导数成正比。
当电路的时间常数RC =τ很小, sc c u u >>时, 输入电压sr u 与电容电压c u 近似相等
c sr u u ≈
(2)
将(2)代入(1)得
dt
du RC
u sr
sc ≈ (3)
即: 当τ很小时, 输出电压sc u 近似与输入电压sr u 对时间的导数成正比, 所以称图3-1电路为“微分电路”。
图3-1
图3-2
(2) 积分电路
将图3-1电路中的R 、C 位置对调, 就得到图3-2电路。
电路中
⎰⎰⎰===
dt u RC
1dt R u C 1idt C 1u R R sc (4)
即输出电压sc u 与电阻电压R u 对时间的积分成正比。
当电路的时间常数RC =τ很大、sc R u u >>时, 输入电压sr u 与电阻电压R u 近
似相等,
R sr u u ≈
(5)
将(5)代入(4)时 ⎰≈dt u RC
1
u sr sc (6)
即: 当τ很大时, 输出电压sc u 近似与输入电压sr u 对时间的积分成正比, 所以称图3-2电路为“积分电路”。
2．R 、L 、C 电路的过渡过程。
(1)将图3-3电路接至直流电压, 当电路参数不同时,电路的过渡过程有不同的特点:
图3-3 图3-4 当C
L
R 2
>时, 过渡过程中的电压、电流具有非周期振荡的特点。
当C
L
R 2
<时，过渡过程中的电压、电流具有“衰减振荡”的特点：此时衰减系数LC
L
R
1,20==
ωδ是在0=R 情况下的振荡角频率，习惯上称为无阻尼振
荡电路的固有角频率，在0≠R 时，放电电路的固有振荡角频率22
δωω-=将
随L
R
2=
δ增加而下降， 当电阻C
L R 2
=时，0ωδ=，022
=-=δωω过程就变为非振荡性质了。
(2)将图3-4电路接直流电压,当电路参数不同时,其过渡过程也有不同的特点:
当C
L
R 21<
时, 响应是非振荡性质的。
当C L R 21>
时，响应将形成衰减振荡。
这时电路的衰减系数RC
21
=δ。
3．如何用示波器观察电路的过渡过程
电路中的过渡过程,一般经过一般时间后,便达到稳定。
由于这一过程不是重复的，所以无法用普通的阴极示波器来观察（因为普通示波器只能显示重复出现的、即周期性的波形）。
为了能利用普通示波器研究一个电路接到直流电压时的过渡过程，可以采用下面的方法。
图3-5
在电路上加一个周期性的“矩形波”电压(图3-5)。
它对电路的作用可以这样来理解：在1t 、 3t 等时刻，输入电压由零跳变为0U ,这相当于使电路突然在与一个直流电压0U 接通；在2t 、 4t 等时刻， 输入电压又由0U 跳变为零，这相当于使电路输入端突然短路。
由于不断地使电路接通与短路，电路中便出现重复性的过渡过程，这样就可以用普通示波器来观察了。
如果要求在矩形波作用的半个周期内，电路的过渡过程趋于稳态，则矩形波的周期应足够大。
四、实验设备
1．双踪示波器 1台 2．方波发生器 1台 3．电路分析实验箱
1台
五、实验内容与步骤
1．按图3-9接线, 用示波器观察作为电源的矩形脉冲电压。
周期T=1ms 。
2．按图3-10接线, 使R 为10K, 分别观察和记录C=0.01μ、0.1μ、1μ荧光
屏上显示的波形。
x
y
方波发生器
示波器
x
y
方波
发生器
示波器
R
C
图3-9
图3-10
3．按图3-11接线。
使R 为10K, 分别观察和记录C=0.5μ、0.01μ两种情况下荧光屏上显示的波形。
x
y
方波
发生器
示波器
R
C
图3-11
4．按图3-3电路接线L=0.2H , f C μ1.0=接入ms T 10=的矩形脉冲观察并描绘Ω=500R 及Ω=K R 2两种情况下的sc u 波形。
记录必要的数据。
5．按图3-4接线H L 2.0=,f C μ1.0=接入ms T 10=的矩形脉冲观察并描绘
Ω=K R 4及Ω=500R , Ω270R 三种情况下的sc u 波形并记录必要的数据。
六、实验结果与分析
1．将实验任务1、2、3、4中记录的波形整理在坐标纸上。
1.
2. 3
4
2．总结微分和积分电路区别:
微分电路输出电压sc u 与电容电压c u 对时间的导数成正比。
当电路的时间常数
RC =τ很小, sc c u u >>时, 输入电压sr u 与电容电压c u 近似相等 .c sr u u ≈
积分电路输出电压sc u 与电阻电压R u 对时间的积分成正比。
当电路的时间常数
RC =τ很大、sc R u u >>时, 输入电压sr u 与电阻电压R u 近似相等,R sr u u ≈。