二阶动态电路响应的研究

U = e m2

-? (t2 -t1 )

U m1

? = 1 ln Um1
t2 - t1 U m2

三、实验设备

序号

名称 型号与规格 数量

1

函数信号发

1

生器

2

双踪示波器

1

3

二阶实源自文库线

1

路板

备注 DGJ-03

四、实验说明
1 将电阻，电容，电感串联成如图所示的接线 图，Up-p=1V 方波信号，f=1.5K 改变电阻
R，分别使电路工作在过阻尼，欠阻尼和 衰减振荡状态，测量出输出波形。并进行 数据计算，求出衰减系数 ? 、振荡角频率
ωd 。结果填入下表 10-1。

表10-1

L=10mH C = 0.022 μ F f0 = 1.5KHz

?= R
2L
ω =d w02 - ? 2
电路状态

R1=51Ω

R2=1kΩ

R3=3kΩ

0 t1

t2 ωt

α和ω d 的测量方法
如图所示衰减振荡波形看出，若测得第一个波峰出现的时间为
t设1，测第得T二d第个=一波t个2峰-正出t向1现峰的，值角时为频间U率为m为t12，，第w则二d自个=由正2T振?向d荡峰周值期为为U：m2 ，由

于

U m1 = kUe -? t1

U m 2 = kUe -? t2

U0

U0

U0

0

ωt 0

ωt
0

ωt

欠阻尼波形

过阻尼波形 临界阻尼波形

当电路参数R 、L 、C取值不同时，

8

如何用示波器测量输出波形，并计算出衰减系数

调节R ，使示波器荧光屏上呈现稳定的欠 阻尼响应波形，定量测定此时电路的衰 减常数α 和振荡频率ω d。

U0

uo = K e-? t sin(wdt + b)

五、实验报告
? 1. 根据观测结果，在方格纸上描绘二阶电路过 阻尼、 临界阻尼和欠尼的响应波形。绘坐标图 时，绘出1.5 ~ 2个周期的波形即可。在波形图
旁标出R、L、C的取值。
? 2. 测算欠阻尼振荡曲线上的 ? 与ωd 。 ? 3. 归纳、总结电路元件参数的改变对响应变化
趋势的影响。 。



波形

? 2 测量不同参数下的衰减系数和波形
? 保证电路一直处于欠阻尼状态，取三个不同 阻值的电阻，用示波器测量输出波形，并计 算出衰减系数?，= R 将波形和数据填入表10-2。
2L

改为R1=51 R2=100 R3=200

? 3. 测量临界电阻值
? 将图10-4所示的接线图中的R改为实验箱上 的20K电位器RP，调节RP，波形出现临界状 态时，在断电情况(拔掉相连电线)下用万用表 测出此时的电位器RP值，即为临界电阻值。 与理论值进行比较。
二阶动态电路 响应的研究
华东理工大学信息学院电信系

一、实验目的
? 研究R、L、C串联电路的电路参数与其暂态过 程的关系。
? 观察二阶电路过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种 情况下的响应波形。利用响应波形，计算二阶 电路暂态过程的有关参数。
? 掌握观察动态电路状态轨迹的方法

二、原理说明
1 ．串联 RLC 电路的响应特性