实验十一 RC一阶电路的响应测试
RC一阶电路的响应测试实验报告
RC一阶电路的响应测试实验报告实验报告：RC一阶电路的响应测试一、实验目的：1.掌握RC一阶电路的响应特性；2.了解RC一阶电路的时间常数对电路响应的影响；3.学会使用示波器观察电路的动态响应。
二、实验原理：由于充电或放电需要一定的时间，电路的响应是有延迟的。
根据电容充电时间常数τ的不同，可以将RC电路分为快速响应和慢速响应两种情况。
电容C的充电或放电方程为：i(t) = C * dV(t) / dt根据Ohm's Law，电路中的电流和电压之间的关系为：V(t) = VR(t) + VC(t) = i(t) * R + V0 * exp(-t/τ)其中，VR(t)是电阻R上的电压，VC(t)是电容C上的电压，V0是电路初始电压，τ=C*R是电路的时间常数。
当输入信号为直流电压时，电路将会处于稳态，电容将保持充电或放电状态，直到与电源电压相等。
当输入信号为瞬态电压时，电路将会发生响应，电容充放电的过程导致电压变化。
三、实验器材和仪器：1.RC电路板；2.直流电源；3.示波器；4.电阻和电容。
四、实验步骤：1.将示波器的地线和信号触发线接地。
2.按照实际电路中的元件数值，在RC电路板上连接电阻和电容。
3.将示波器的一个探头连接到电阻两端，另一个探头连接到电容的一端。
4.打开直流电源，设定合适的电压大小，使电路处于稳定状态。
5.调整示波器的触发模式和触发电平，保证波形稳定可观察。
6.增加或减小直流电压，观察电路响应，并记录波形。
7.改变电阻或电容的数值，重复步骤6，观察并记录不同响应特性。
8.关闭直流电源和示波器，取下电路连接。
五、实验数据及结果：实验中，我们首先建立了一个由1000Ω电阻和0.1μF电容串联组成的RC电路。
然后，我们分别给电路输入不同幅值和时间常数的矩形波信号，观察电路的响应。
1.输入直流电压的稳态响应：当输入直流电压时，电路处于稳态，电容已经充电到与电源电压相等的电压值。
一阶电路的响应测试实验报告
一阶电路的响应测试实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解一阶电路的响应特性，包括零输入响应、零状态响应和全响应，并通过实际测量和数据分析来验证相关理论知识。
二、实验原理一阶电路是指只含有一个储能元件（电感或电容）的线性电路。
在一阶电路中，根据电路的初始状态和外加激励的不同，可以产生不同的响应。
零输入响应是指在没有外加激励的情况下，仅由电路的初始储能所引起的响应。
对于由电阻和电容组成的一阶 RC 电路，当电容初始电压为＼（U_0\），放电过程中电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的变化规律为＼（u_C(t) ＝ U_0 e^｛＼frac{t}｛RC}｝＼）。
零状态响应是指在电路初始储能为零的情况下，仅由外加激励所引起的响应。
对于一阶 RC 电路，在充电过程中，电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的变化规律为＼（u_C(t) ＝ U(1 e^｛＼frac{t}｛RC}｝）＼），其中＼（U\）为外加电源的电压。
全响应则是电路的初始储能和外加激励共同作用所产生的响应，可以看作零输入响应和零状态响应的叠加。
三、实验设备与器材1、示波器2、信号发生器3、电阻、电容4、实验面包板5、导线若干四、实验步骤1、按照实验电路图在面包板上搭建一阶 RC 电路，选择合适的电阻值＼（R\）和电容值＼（C\）。
2、首先进行零输入响应测试。
给电容充电至一定电压＼（U_0\），然后断开电源，用示波器观察并记录电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的变化曲线。
3、接着进行零状态响应测试。
将电容放电至零初始状态，然后接通电源，用示波器观察并记录电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的上升曲线。
4、最后进行全响应测试。
给电容充电至某一初始电压，然后接通电源，观察并记录电容电压＼（u_C(t)＼）的变化曲线。
五、实验数据记录与处理1、零输入响应记录的电容电压下降曲线显示，在初始时刻电容电压为＼（U_0 ＝ 5V\），经过一段时间后，电压逐渐下降。
实验报告-RC一阶电路的响应测试
实验报告祝金华PB15050984实验题目：RC 一阶电路的响应测试 实验目的1. 测定RC 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观测波形。
实验原理1. 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.图1(b)所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。
3. 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图1(a)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0.632 U m 所对应的时间测得，如图1(c)所示。
(a) 零输入响应 (b) RC 一阶电路 (c) 零状态响应图 14. 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，这就是一个微分电路。
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。
如图2(a)所示。
利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。
(a) 微分电路 (b) 积分电路图2若将图2（a ）中的R 与C 位置调换一下，如图2（b ）所示，由 C 两端的电压作为响应输出。
RC一阶电路的响应测试实验内容
实验五RC一阶电路的响应测试一、实验目的1. 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。
2. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。
3. 学会时间常数τ的测定方法。
4. 进一步学会用示波器观测波形。
二、原理说明图5.1所示的矩形脉冲电压波u i可以看成是按照一定规律定时接通和关断的直流电压源U。
若将此电压u i加在RC串联电路上（见图5.2），则会产生一系列的电容连续充电和放电的动态过程，在u i的上升沿为电容的充电过程，而在u i的下降沿为电容的放电过程。
它们与矩形脉冲电压u i的脉冲宽度t w及RC串联电路的时间常数τ有十分密切的关系。
当t w不变时，适当选取不同的参数，改变时间常数τ，会使电路特性发生质的变化。
图5.1 矩形脉冲电压波形图5.2 RC串联电路图1. RC一阶电路的零状态响应所有储能元件初始值为0的电路对于激励的响应称为零状态响应。
电路的微分方程为：RCduCdt+uC=Um，其解为uCt=Um1-e-tτ (t≥0)，式中，τ＝RC为该电路的时间常数。
2. RC一阶电路的零输入响应电路在无激励情况下，由储能元件的初始状态引起的响应称为零输入响应。
电路达到稳态后，电容器经R放电，此时的电路响应为零输入响应。
电路的微分方程为：RCduCdt+uC=0，其解为uCt=Ume-tτ 。
RC一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长（如图5.3所示），其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。
3. 时间常数τ的测定方法方法一：在已知电路参数的条件下，时间常数可以直接由公式计算得出，τ＝RC。
方法二：对充电曲线（零状态响应），电容的端电压达到最大值的1-1e（约0.632）倍时所需要的时间即是时间常数τ。
如图5.3（a）所示，用示波器观测响应波形，取上升曲线中波形幅值的0.632倍处所对应的时间轴的刻度，计算出电路的时间常数：τ=扫描时间×。
RC一阶电路地响应测试实验报告材料
RC一阶电路地响应测试实验报告材料实验报告：RC一阶电路的阶跃响应测试
一、实验目的：
1.了解RC一阶电路的结构和工作原理；
2.学习如何测量RC一阶电路的阶跃响应；
3.研究RC一阶电路的频率特性。
二、实验仪器与设备：
示波器、信号发生器、电阻箱、电容、电连接线等。
三、实验原理：
四、实验步骤：
1.将电容C和电阻R依次连接到电路板上；
2.将信号发生器的正弦波输出信号连接到电路的输入端，调节信号发生器的频率为100Hz；
3.用示波器的探头将示波器的CH1通道与电路的输入端相连，观察输入信号的示波图像；
4.用示波器的探头将示波器的CH2通道与电路的输出端相连，观察输出信号的示波图像；
5.记录信号发生器输出信号的幅度和频率；
6.调节信号发生器的频率为1kHz，重复步骤3-5；
7.调节信号发生器的频率为10kHz，重复步骤3-5；
8.记录不同频率下RC一阶电路的输入信号与输出信号的幅度变化。
五、实验数据处理与分析：
1.根据示波器上观察到的输入信号与输出信号的波形，计算输入信号的幅度；
2.根据示波器上观察到的输出信号的波形，计算输出信号的幅度；
3.绘制RC一阶电路的输入信号与输出信号的幅频特性曲线，并进行分析和讨论。
六、实验结论：
1.通过实验观察到的输入信号与输出信号的波形，可以验证RC一阶电路对于阶跃输入信号的响应；
2.RC一阶电路的阶跃响应曲线可以表示电路的时间特性；
3.RC一阶电路在不同频率下的幅频特性曲线可以表示电路的频率特性；
4.实验数据分析表明，RC一阶电路的截止频率与电阻值和电容值有关；。
RC一阶电路的响应测试
RC一阶电路的响应测试
一、实验目的
1. 测定 RC 一阶电路的的零输入响应、零状态响应和 全响应波形． ２.掌握有关微分电路和积分电路的概念。
二、实验仪器和设备
1）脉冲信号发生器；2）双踪示波器； 3）动态电路实验板
数控智能函数信号发生器
输出波形选择 参数设定 信号输入输 出接口
显示指示面板
幅值调节
u
0
uc us ( 1 e )
t
t
积 分 电 路
0e , uR ( t ) U s e tU ) U c( uc ( t ) U s e , uR ( t )u e s
t
微 分 t 电 路
uR ( t ) U s e
t
t
四、实验注意事项
t
t
t
1．从电路板上选R=10KΩ, C=6800pF, 。ui为f=1KHz的方波信号，利用示 波器的观察到激励与响应的变化规律，请测算出时间常数，按 1：1的 比例描绘波形． 2 ．积分电路：令 (a)R=10 KΩ， C=6800pF,(b)R=10 KΩ， C=0.1μF, 观察 并描绘响应的波形. 3 ．令 (a).C=0.01μF， R=10KΩ,(b) C=0.01μF,R=1MΩ组成微分电路。在 同样的方波激励信号作用下，观测并描绘激励与响应ＵＲ的波形。
零 状 态 响 应
uc us ( 1 e )
uR ( t ) U s e
rc一阶电路的响应测试实验报告
rc一阶电路的响应测试实验报告实验目的，通过实验，了解RC一阶电路对直流电压和交流电压的响应特性，掌握RC一阶电路的响应测试方法及实验步骤。
实验仪器与设备，示波器、信号发生器、电阻箱、电容器、万用表、直流稳压电源、导线等。
实验原理，RC一阶电路是由电阻和电容串联而成的电路。
在实验中，我们将通过对RC电路施加不同的输入信号，观察电路的响应情况，了解电路的频率特性和相位特性。
实验步骤：1. 搭建RC一阶电路。
将电阻和电容串联连接，接入示波器和信号发生器。
调节信号发生器的频率和幅值，使其输出正弦波信号。
2. 测量直流电压响应。
将信号发生器输出直流电压信号，通过示波器观察电路的响应情况。
记录电路的电压响应曲线，并测量电路的时间常数。
3. 测量交流电压响应。
将信号发生器输出交流电压信号，通过示波器观察电路的响应情况。
记录电路的电压响应曲线，并测量电路的频率特性和相位特性。
实验数据与分析：1. 直流电压响应曲线如图所示。
根据实验数据，我们可以得到电路的时间常数τ=RC，其中R为电阻值，C为电容值。
时间常数τ描述了电路对直流信号的响应速度，τ越小，电路的响应速度越快。
2. 交流电压响应曲线如图所示。
根据实验数据，我们可以得到电路的频率特性和相位特性。
当输入信号的频率接近电路的截止频率时，电路的响应幅值将下降，相位延迟将增加。
这表明电路对高频信号的响应能力较弱。
实验结论，通过本次实验，我们深入了解了RC一阶电路对直流电压和交流电压的响应特性。
我们掌握了RC一阶电路的响应测试方法，并通过实验数据分析了电路的时间常数、频率特性和相位特性。
这些知识对于我们理解电路的响应特性，设计滤波器和信号处理器等具有重要的意义。
实验注意事项：1. 在搭建电路时，务必注意电路连接的正确性，避免出现短路或断路等情况。
2. 在测量电路响应时，要注意调节信号发生器的频率和幅值，确保输出信号符合实验要求。
3. 实验过程中要注意安全，避免触电和短路等危险情况的发生。
电路仿真实验报告——RC一阶电路的响应测试
RC 一阶电路的响应测试一．实验目的1.测定RC一阶电路的零输入相应，零状态响应及完全响应2.学习电路时间常数的测定方法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二．原理说明动态网络的过渡过程是身份短暂的单次变化过程，对时间常数较大的电路，可以用扫描长的余辉示波器观察光点的移动轨迹。
然而能用一般的双踪示波器观察过渡过程和测有段数据的，必须使用这种单次变化的过程重复出现。
为此，我们利用信号发生器来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶阶跃信号；方波的下降沿作为零输入响应的负阶阶跃信号。
RC一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢取决于电路的时间常数。
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出信号的周期有着一定得要求。
一个简单的RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，且由R端作为响应作为输入。
三．实验仪器函数信号发生器*1；双踪示波器*1.四．实验内容及步骤1.按照实验内容在仿真软件上建立好如下电路图：2.设置信号发生器的参数为U=3V，f=1KHz，点击运行，示波器显示如下：3.将示波器接在电阻两端，观察示波器如下：4.令R=10KΏ,C=3300PF，重复上述步骤，示波器显示如下：5.令C=3300PF,R=30KΏ,重复上述测量，示波器显示如下：五．实验总结1，仿真实验与真实实验的差别。
仿真实验是利用计算机编制程序来模拟实验进程的行为。
要进行仿真实验需要大量的参数，还要一个符合真实情况运行的程序。
仿真实验的参数都是通过前人大量的实验得到的。
仿真实验的目的就是节省原料，同时仿真实验的结果和真实实验的结果对照，可以检验各种从实验中归纳出来的定理定律是否正确。
同时实验室做实验的时候存在实验环境的限制，大多数时候的出来的数据与理论存在一定的偏差，因此会对实验结论的得出有一定的影响，在直观性上远不及仿真实验。
电路原理实验RC一阶电路的响应测试
电路原理实验RC一阶电路的响应测试RC一阶电路是由电阻R和电容C组成的电路。
它是一种常见的滤波电路，可以用于对信号进行滤波和延时等处理。
本实验将对RC一阶电路的响应进行测试，包括频率响应和时间响应两个方面。
一、频率响应测试频率响应测试可以了解RC一阶电路对不同频率信号的响应情况，即电路的频率特性。
我们可以通过改变输入信号的频率，测量输出信号的幅值和相位，从而绘制出RC电路的幅频特性曲线和相频特性曲线。
实验步骤如下：1.搭建RC一阶电路实验电路。
将电容C和电阻R按照串联的方式连接，接入信号发生器的输出端，然后将电路的输出端连接到示波器上。
确保电路接线正确，电容C和电阻R的数值符合实验要求。
2.打开信号发生器和示波器，将信号发生器的频率调节到最低，幅值调节到合适的范围内。
3.逐步增加信号发生器的频率，同时观察示波器上输出信号的幅值和相位。
记录下不同频率下的输出幅值和相位数据。
4.根据记录的数据，绘制RC电路的幅频特性曲线和相频特性曲线。
可以选择使用半对数坐标系或对数坐标系进行绘制，以更清晰地展示电路的频率特性。
二、时间响应测试时间响应测试可以了解RC一阶电路对输入信号的响应速度和衰减情况。
我们可以通过输入一个脉冲信号或方波信号，观察输出信号的波形，从而了解RC电路的时间特性。
实验步骤如下：1.搭建RC一阶电路实验电路。
将电容C和电阻R按照串联的方式连接，接入信号发生器的输出端，然后将电路的输出端连接到示波器上。
确保电路接线正确，电容C和电阻R的数值符合实验要求。
2.打开信号发生器和示波器，将信号发生器的频率调节到适当的范围内，幅值调节到合适的范围内。
3.输入一个脉冲信号或方波信号，观察示波器上输出信号的波形。
记录下输出信号的上升时间、下降时间和衰减时间等数据。
4.根据记录的数据，分析RC电路的时间特性。
可以计算RC电路的时间常数，即RC的乘积，进一步了解电路的响应速度和衰减情况。
总结：通过频率响应测试和时间响应测试，我们可以全面了解RC一阶电路的响应特性。
RC一阶电路的响应测试实验报告
RC一阶电路的响应测试实验报告
实验目的：
1.掌握RC一阶电路的基本原理；
2.理解RC一阶电路的响应特性。
实验器材：
1.功能发生器；
2.电阻箱；
3.电容；
4.资料线；
5.示波器。
实验原理：
RC一阶电路是由电阻和电容组成的基本电路。
该电路的响应特性与输入信号频率有关。
当输入信号频率较低时，电容接近于开路，所以输入信号几乎全部通过电阻。
当输入信号频率较高时，电容接近于短路，所以输入信号几乎没有通过电阻。
所以，RC电路对不同频率的输入信号具有不同的响应特性。
实验步骤：
1.将RC电路连接好，如图所示。
2.将功能发生器的信号输入端和示波器的输入端分别接到RC电路的输入端和输出端。
3.打开功能发生器和示波器，设置功能发生器的输出信号为正弦波，
并确定频率为50Hz。
4.调节功能发生器的幅度和偏置，使得示波器上显示的波形适当且稳定。
5.记录下示波器上显示的波形图，并将其保存。
实验结果分析：
根据实验步骤中设置的频率为50Hz，我们可以观察到示波器上显示
的波形图。
根据波形图的形状和振幅大小，我们可以判断RC电路对50Hz
频率的输入信号的响应特性。
实验结论：
通过实验，我们可以得到RC电路对50Hz频率的输入信号的响应特性。
进一步实验可以得到RC电路对不同频率的输入信号的响应特性，并绘制
成频率-响应图。
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实验八RC一阶电路的响应测试
一、实验目的
1. 测定RC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定方法。
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。
二、原理说明
1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程，对时间常数τ较大的电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。
然而能用一般的双踪示波器观察过渡过程和测量有关的参数，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，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；方波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，电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的影响和直流电源接通与断开的过渡过程是基本相同的。
2. RC一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。
3. 时间常数τ的测定方法
图11-1(a)所示电路
用示波器测得零输入响应的波形如图10-1(b)所示。
根据一阶微分方程的求解得知
u
＝Ee-t/RC＝Ee-t/τ
c
当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368E
此时所对应的时间就等于τ
亦可用零状态响应波形增长到0.632E所对应的时间测得，如图10-1(c)所示。
(b) 零输入响应 (a) RC 一阶电路 (c) 零状态响应
图 8-1
4. 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 «2
T
时（T 为方波脉冲的重复周期），且由R 端作为响
应输出，如图10-2(a)所示。
这就构成了一个微分电路，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。
(a) 微分电路 (b) 积分电路
图8-2
若将图10-2(a)中的R 与C 位置调换一下，即由 C 端作为响应输出，且当电路
参数的选择满足τ＝RC »2
T
条件时，如图10-2(b)所示即构成积分电路，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。
从输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程中仔细观察与记录。
三、实验设备
四、实验内容
实验线路板的结构如图10-3所示，认清R、C元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等等。
1. 选择动态线路板上R、C元件，令
(1) R＝10KΩ，C＝1000PF
组成如图10-1(a)所示的RC充放电电路，E为函数信号发生器输出，取U
m
＝3V，
f＝1KHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源u和响应u
c
的信号分
别连至示波器的两个输入口Y
A 和Y
B
，这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应
的变化规律，求测时间常数τ，并描绘u及u
c
波形。
少量改变电容值或电阻值，定性观察对响应的影响，记录观察到的现象。
(2) 令R＝10KΩ，C＝3300PF，观察并描绘响应波形，继续增大 C之值，定性观察对响应的影响。
2. 选择动态板上R、C元件,组成如图10-2(a)所示微分电路,令C＝3300PF，R ＝30KΩ。
在同样的方波激励信号(U
m
＝3V，f＝1KHz)作用下，观测并描绘激励与响应的波形。
增减R之值，定性观察对响应的影响，并作记录。
当R增至∞时，输入输出波形有何本质上的区别？
五、实验注意事项
1．示波器的辉度不要过亮。
2．调节仪器旋钮时，动作不要过猛。
3．调节示波器时，要注意触发开关和电平调节旋钮的配合使用，以使显示的波形稳定。
4．作定量测定时，“t/div”和“v/div”的微调旋钮应旋至“校准”位置。
5．为防止外界干扰，函数信号发生器的接地端与示波器的接地端要连接在一起（称共地）。
六、预习思考题
1. 什么样的电信号可作为RC一阶电路零输入响应、零状态响应和完全响应的激励信号？
2. 已知RC一阶电路R＝10KΩ，C＝0.1μf，试计算时间常数τ，并根据τ值的物理意义，拟定测定τ的方案。
3. 何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？它们在方波序列脉
冲的激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功用？
七、实验报告
的变化曲线，
1. 根据实验观测结果，在方格纸上绘出RC一阶电路充放电时u
c
由曲线测得τ值，并与参数值的计算结果作比较，分析误差原因。
2. 根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变换的特征。
3. 心得体会及其他。