一阶动态电路响应研究实验报告
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。
RC一阶电路的响应测试
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。
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。
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6-1（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6-1(a)所示。
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，当出信号电压与输入信号电压的积分成正比。
利用积分电路可以将方波转变成三角波。
从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与记录。
三、实验设备四、实验内容实验线路板的器件组件，如图6-3 所示，请认清R、C 元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等。
少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象。
2. 令R = 10KΩ ，C = 0.1μF ，观察并描绘响应的波形，继续增大C 之值，定性地观察对响应的影响。
3. 令C = 0.01μF ，R = 100Ω ，组成如图6-2(a)所示的微分电路。
在同样的方波激励信号（U V m = 3 ， f = 1KHZ ）作用下，观测并描绘激励与响应的波形。
一阶RC电路的暂态响应实验报告
一阶RC电路的暂态响应实验报告仿真实验 1 一阶RC电路的暂态响应一、实验目的1.熟悉一阶 RC电路的零状态响应、零输入响应和全响应；2.研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点；3.掌握积分电路和微分电路的基本概念；4.研究一阶动态电路阶跃响应和冲激响应的关系；5.从响应曲线中求出 RC 电路的时间常数τ。
二、实验原理1、零输入响应（RC 电路的放电过程）：2、零状态响应(RC 电路的充电过程)3.脉冲序列分析(a) τ <<t< p="">(b) τ >T三、主要仪器设备1.信号源2.动态实验单元DG083.示波器四、实验步骤RC 充放1.选择 DG08 动态电路板上的 R、C 元件，令R=1k Ω，C=1000 μF 组成如图所示的电电路，观察一阶 RC 电路零状态、零输入和全响应曲线。
2.在任务 1 中用示波器测出电路时间常数τ，并与理论值比较。
3.选择合适的R 和 C 的值（分别取R=1K Ω ,C=0.1μF； R=10K Ω ,C=0.1 μ F 和R=5 K Ω ,C=1μF），连接 RC 电路，并接至幅值为3V ， f=1kHz 的方波电压信号源，利用示波器的双踪功能同时观察 U c、 U R波形。
4.利用示波器的双踪功能同时观察阶跃响应和冲激响应的波形。
五、实验数据记录和处理一阶电路的零输入响应。
一阶电路的零状态响应从图中可以看出电路的时间常数τ = x=1.000s一阶电路的全响应方波响应（其中蓝线表示U c ，绿线表示 U R ）τ =0.1T时放大后τ=1T 时τ=10T 时阶跃响应和冲激响应</t<>。
一阶RC电路的响应
下次实验内容 交流参数的测量
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uC
（3）调节示波器，使屏幕上呈现出一个稳 U OM 定的指数曲线，测得Uc=0.632UOM时对 应的时间，即为该电路的时间常数τ 。 0.632UOM
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τ
t
图 2-4
（4）将图8中的电阻和电容的位置互换，在示波器的屏 幕上观察电阻两端电压UR(t)的变化曲线。并记录观察到 的波形。
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值US，这样在0～T/2范围内UC即为零状态响应；而从t=T/2 开始， US =0，因为电源内阻很小，则电容C相当于从起始
电压US向R放电，若T≈10τ，在T/2～T时间范围内C上电荷
可放完，这段时间范围即为零输入响应。第二周期重复第一 周期，如图4(c)所示，如此周而复始。如果电路的时间常数 并不远小于周期，则电路将处于不完全充放电的情况，因此 电路就属于非零状态响应和非零输入响应。
四、注意事项
1.信号发生器的输出不能短路，其接地端与示波器的 接地端要相连（称共地）。 2.调节仪器旋钮时，动作要平缓，动作不要过快、过 猛。 3.改接电路要断开函数信号发生器，不可在通电的情 况改接电路，否则容易烧坏函数信号发生器。
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五、实验报告要求
1.将实验中观测到的矩形脉冲电压、UC的充放 电的波形集中按比例对应画出。
电路的微分方程为：
t
RCduc t dt
uc
0
响应为 ：u c(t)u c(0 )eU S e
零输入响应曲线如图2(b)所示。
（a）
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（b）
图 2 一阶RC电路及零状态响应曲线
从图中看出，无论是零状态响应还是零输入响应，其响应曲线 都是按照指数规律变化的，变化的快慢由时间常数τ决定，即电路 瞬态过程的长短由τ决定。τ大，瞬态过程长；τ小，瞬态过程短。 时间常数由电路参数决定，一阶RC电路的时间常数τ=RC，由此计 算出τ的理论值。 τ还可以从uc的变化曲线上求得,如图3所示。对 充电曲线，幅值上升到终值的63.2％对应的时间即为一个τ。对放 电曲线，幅值下降到初值的36.8％对应的时间也是一个τ。或者可 在起点作指数曲线的切线，此切线与稳态值坐标线的交点与起点之 间的时间坐标差即为时间常数τ。根据上述两种方法可以在已知指 数曲线上近似地确定时间常数数精值品课，件 一般认为经过3τ～5τ的时间， 过渡过程趋于结束。
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。
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。
实验四 一阶电路响应研究
实验四一阶电路响应研究1.一. 实验目的通过实验, 掌握用简单的R-C一阶电路观测零输入响应、零状态响应和完全响应的实验方法。
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的概念。
二. 实验仪器设备仿真软件平台(Multisim 10)；硬件基础电路实验箱。
双踪示波器、直流稳压电源、万用表、直流电流表、电压表。
三. 实验原理一阶电路的零输入响应零状态响应和完全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, 实验电路如图4-1所示。
四. 实验内容1..Multisi.平台上连接电路并进行瞬态分析观.R.低通和高通一阶电路响应，记录.形；根据所绘出的响应曲线求出时间常数.，与理论计算值进行比较.2.以下内容要求先进行仿真实验, 然后在实验室物理平台上按以下步骤完成实验。
3.连接一个能观测零输入响应、零状态响应和完全响应的电路图（参考图4-1）。
分别观测该电路的零输入响应、零状态响应和完全响应的动态曲线。
a.零输入响应先连接K2.K3, 使+5V直流电源对电容C 充电, 当充电完毕后, 断开K3 连接K4, 用示波器观测Uc（t）的变化。
b. 零状态响.先连接K4, 使电容两端的电压放电完毕, 然后断开K4 连接K3.K1, 用示波器观测15V直流电压向电容C的充电过程。
c. 完全响.五．先连接K4, 使电容两端电压通过R-C回路放电, 一直到零为止。
然后连接K3.K2, 使5V电源向电容充电, 待充电完毕后, 将短路帽连接K1, 使15V 电源向电容充电, 用示波器观测Uc（t）的完全响应。
六．3.用示波器观.R.低通一阶电路的响应.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.复周期远大于电路的时间常.., 一般要求方波的周.T＞10., 那么电路在这样的方.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. 观.R.低通一阶电路的响应；改.R.（R=10.., C=0.01..）, 输入方波信号...=3..f=1K..）, 在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律, 请测算出时间..., 并用方格纸.1:.的比例描绘波形。
一阶动态电路响应实验报告
一阶动态电路响应实验报告一阶动态电路响应实验报告引言：动态电路是电子学中的基础实验之一，通过对电路中的电流和电压的变化进行观察和分析，可以更好地理解电路的特性和响应。
本实验旨在研究一阶动态电路的响应特性，通过实验数据的分析，探索电路中的电流和电压的变化规律。
实验目的：1. 研究一阶动态电路的响应特性。
2. 掌握实验仪器的使用方法，如示波器、信号发生器等。
3. 学习数据采集和分析的方法。
实验原理：一阶动态电路是由电容和电阻组成的简单电路，其特点是电流和电压的变化具有指数衰减的趋势。
当电路中的电容充电或放电时，电流和电压的变化可以用指数函数来描述。
实验步骤：1. 搭建一阶动态电路实验电路，包括电容、电阻和信号发生器。
2. 将示波器连接到电路中，用于观察电流和电压的变化。
3. 设置信号发生器的频率和振幅，观察电路中电流和电压的响应。
4. 记录实验数据，包括电流和电压的变化情况。
5. 对实验数据进行分析，绘制电流和电压的变化曲线。
实验结果与分析：根据实验数据，我们可以得到一阶动态电路中电流和电压的变化曲线。
通过观察和分析曲线，我们可以得出以下结论：1. 在电容充电时，电流和电压的变化呈指数衰减的趋势，随着时间的增加，电流和电压逐渐趋于稳定。
2. 在电容放电时，电流和电压的变化也呈指数衰减的趋势，但是其衰减速度比充电时要快。
3. 电容的充电和放电时间常数与电阻和电容的数值有关，可以通过实验数据计算得出。
实验结论：通过本次实验，我们研究了一阶动态电路的响应特性，了解了电容充电和放电过程中电流和电压的变化规律。
实验结果表明，一阶动态电路中的电流和电压变化可以用指数函数来描述，而电容的充放电时间常数与电阻和电容的数值有关。
实验总结：本次实验通过实际操作和数据分析，深入理解了一阶动态电路的响应特性。
同时，我们也掌握了实验仪器的使用方法，如示波器和信号发生器。
通过实验的过程，我们不仅加深了对电路特性的理解，还培养了数据采集和分析的能力。
一阶动态电路的研究
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。只要选择方波的重复周期远大 于电路的时间常数，则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源接通与断开的过 渡过程是基本相同的。
电压幅度 调整
电源开关
5
2、时间常数的测量： R
+
ui
Um
ui
–
C
uC
ui Um
t
t
0
0
uC UC
U C uC
0.632UC
0.368UC
t
t
0
0
பைடு நூலகம்
a)零输入响应
b)零状态响应 6
五、思考题：
1. 什么是电路的时间常数，其物理意义是什么？ 2、什么是微分电路和积分电路，在实际中有什么用途？ 3、改变激励电压的幅度，是否改变过渡过程的快慢？为什么 六、实验报告要求：
Ui和电容的端电压Uc（即：响应信号）；
4、调整示波器的时间灵敏度和幅度灵敏度到适当位置，观察电
路激励与响应的变化规律，并测算出电路时间常数。
5、关断电源，将电容换为C=0.1uF，重复步骤13,继续增大C 值，定性地观察对响应的影响；
2
6、 选取R=510, C=0.01uF组成图2所示
+
C
的RC微分电路。在同样激励信号作用
4、改变电容值,观察波形及其相位改变的现象,并记录数据; 5、改变信号源频率,观察波形及其相位改变的现象,并记录数3据.
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。
6-电路理论实验报告(一阶电路的响应研究6) (1)
《电路理论》实验报告专业班级： 自动化1904 姓名： 刘卓 学号：201901020428 实验室名称：电工技术实验室 指导老师： 胡鹤宇、张向华 实验日期：2020年6月15日星期一实验六：一阶电路的响应研究一、实验目的1、学习用示波器观察和分析RC 电路的响应；2、掌握一阶电路时间常数的测量方法；3、了解电路参数对电路动态过程的影响。
二、实验仪器THGE-1型实验台、信号发生器、示波器、电阻实验箱等。
三、实验原理1、一阶电路含有电感、电容储能元件的电路，其响应可由微分方程求解。
如果含有储能元件的电路所列写的是一阶微分方程，相应的电路称为一阶电路。
2、RC 电路的零输入响应RC 电路属于一阶电路，如果没有输入信号作激励，由储能元件的初始储能产生的响应称为零输入响应。
图1(a)电路中，电容的初始电压()00c u U -=，微分方程为：0c c duRC u dt+=微分方程的解为()000c t t--RCu U e U e t τ==≥上式中τ=RC 称为时间常数。
RC 电路的零输入响应反映了电容对电阻的放电过程，其c u 的波形见图1（b ）所示。
（a ） （b ）图1 RC 电路的零输入响应3、RC 电路的零状态响应如果储能元件的初始储能为零，由输入信号作激励引起的响应为零状态响应。
图2(a)电路中，设激励为直流电压源，列写微分方程为：()cc s du RC+u =U t 0dt ≥微分方程的解为()c s s t t --RC u =U 1-e =U 1-e t 0τ⎛⎫⎛⎫≥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭RC 电路的零状态响应反映了电容经电阻充电的过程，其c u 的波形见图2（b ）所示。
（a ） （b ）图2 RC 电路的零状态响应4、RC 电路全响应如果储能元件的初始储能不为零，输入信号也不为零，它们共同引起的响应称为全响应。
RC 电路的全响应有两种表达形式：()010tt c s u U eU -e t ττ--⎛⎫=+≥ ⎪⎝⎭上式说明全响应可以分解为零输入响应分量与零状态响应分量之和。
动态电路响应的研究实验报告
动态电路响应的研究实验报告实验目的：本实验旨在研究动态电路的响应特性，探究电路中元件的响应速度以及对不同输入信号的反应。
实验器材：1. 动态电路实验箱2. 动态信号源3. 示波器4. 电压表5. 电流表实验步骤：1. 将动态电路实验箱中的电路搭建完成，并接入所需的元件。
2. 将动态信号源连接到电路的输入端，并调节输入信号的频率和幅度。
3. 使用示波器对电路中的信号进行观测和测量，记录下所得的波形图和相关数据。
4. 变化输入信号的频率和幅度，观察电路的响应变化，并记录实验结果。
5. 对实验结果进行分析和总结，探讨动态电路响应的规律和特性。
实验结果：通过实验观测和数据记录，我们得到了动态电路响应的实验结果。
首先，我们发现在输入信号频率较低时，电路的响应速度较慢，输出信号的波形较为平缓；当频率逐渐增加时，电路的响应速度加快，并出现了更多的振荡现象。
此外，我们还注意到当输入信号的幅度增大时，电路的输出信号幅度也相应增大，但当幅度过大时，电路会出现失真现象。
讨论与分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 动态电路的响应速度与输入信号的频率有关，频率越高，响应速度越快。
2. 输入信号的幅度会影响电路的输出信号幅度，但当幅度过大时，电路可能会出现失真现象。
3. 动态电路的响应特性会受到电路中元件的参数和连接方式的影响，不同的电路结构可能会表现出不同的响应规律。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了动态电路的响应特性，并验证了输入信号的频率和幅度对电路响应的影响。
实验结果为我们进一步研究和设计动态电路提供了基础。
在实际应用中，了解电路的响应特性对于正确选择和调节电路参数至关重要，以确保电路能够正常工作并满足需求。
一阶电路的响应
10e t
式中 U 10V 、 R 10kΩ 、 1s 。
六、实验数据记录： 1．熟悉电子仪器的使用及接线方法
时间常数的计算
电阻值 电容值
20kΩ
10kΩ
1s 0.1s 0.01s
5.1kΩ
100μF
1. 动态电路至少包含一个储能元件（电感或电容）
的集中参数电路。当动态电路的结构或元件的参数等
发生变化时，会产生过渡过程，使电路改变原来的工 作状态，转变到另一工作状态。动态电路在任意时刻 的响应与激励的全部过去历史有关，即使激励不再作 用，仍可能有响应。描述动态电路的方程是常系数线 性微分方程，微分方程的阶数与动态电路中独立储能
常数τ。
3. 微分电路和积分电路是电容器充放电现象的一
种应用，其电路图如图5.5.4所示。
(a)微分电路
(b)积分电路 图5.5.4 微分电路和积分电路
微分电路中当时间常数很小时，输出电压uR正
比于输入电压 u 的微分，即 积分电路中当时间常数很大时，输出电压uc正
比于输入电压u的积分，即
1 1 uc ic dt udt c RC
2.
在一阶RC电路中，由于电容器是一种储能元
件，它在电路的通断、换接时，其贮能不可能突
变，电路中的电压和电流随时间变化，这个过程通
常称之为瞬态过程，工程上亦称为过渡过程。 在动态电路中，如果贮能元件的初始状态为零 ，仅有输入引起的响应，称为零状态响应。如果电 路的输入为零，仅由电路贮能元件的初始能量激发 的响应，称为零输入响应；全响应则为输入和电路 贮能元件的初始能量共同作用引起的响应。
从曲线上可看出，RC电路的充、放电过程在各
时段的变化逐渐趋缓，第一个τ时，完成充、放电
一阶动态电路响应实验报告 -回复
一阶动态电路响应实验报告-回复本个实验通过测试电路中的电压变化来研究一阶动态电路响应的特性。
在试验中，我们使用了一个RC 电路作为模型来研究电路中的电压变化，通过测量过渡过程中的电压变化和时间，进一步确定电路的时间常数和响应特性。
通过实验数据的分析，我们得出了电路的时间常数和阶跃响应曲线。
【关键词】一阶动态电路、响应特性、时间常数、阶跃响应曲线【实验目的】1. 了解一阶动态电路的基本原理和特性。
2. 掌握一阶动态电路的测试方法。
3. 通过实验验证一阶动态电路的时间常数和响应特性。
【实验原理】1. 一阶动态电路的基本原理一阶动态电路是一种简单的电路，它包含一个电阻和一个电容器。
电容器可以存储电能，电阻可让电容器内的电压平稳地释放。
该电路的特性是，当电路上有电压变化时，电容器内储存的电能会在一段时间内逐渐释放，直到电容器内的电荷完全消耗。
2. 一阶动态电路的响应特性一阶动态电路的响应特性可以通过两个参数来描述：时间常数和阶跃响应曲线。
时间常数是指电路中电容器放电至原电压的63.2% 所需的时间。
阶跃响应曲线则是电路输入突变信号时输出电压随时间的变化曲线。
【实验器材】示波器1 台、函数信号发生器1 台、电源1 台、电阻箱1 台、电容器1 台、万用表1 台【实验步骤】1. 按图1 连接RC 电路。
2. 将示波器和函数信号发生器分别接入电路。
3. 在函数信号发生器上设置一个方波信号，其幅度为5V，频率为1kHz。
4. 打开电源并调整函数信号发生器的幅度和频率，使得输入信号的幅度和频率符合实验要求。
5. 用示波器观察电路的输入和输出波形，并记录数据。
6. 分析数据，并绘制阶跃响应曲线。
7. 根据数据计算电路的时间常数，并与实验值进行比较。
【实验数据】时间(ms) 电压(V)0 0.000.2 0.400.4 1.000.6 2.800.8 3.801.0 4.00【数据分析】通过实验测量结果，我们可以得到该电路的阶跃响应曲线（如图2 所示）。
RC一阶电路响应测试_实验报告
RC一阶电路响应测试_实验报告RC—阶电路的响应测试一、实验目的测定RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。
学习电路时间常数的测量方法。
掌握有关微分电路和积分电路的概念。
进一步学会用虚拟示波器观测波形。
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。
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T,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6-1 (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T。
时间常数T的测定方法用示波器测量零输入响应的波形如图6-1(a)所示。
根据一阶微分方程的求解得知Uc= Ume-t/RC = Ume-t/°。
当t =t时，Uc( t )= 0.368Um。
此时所对应的时间就等于t。
亦可用零状态响应波形增加到0.632 Um所对应的时间测得，如图6-1(c)所示。
'U(a)零输入响应(b) RC 一阶电路图6-1'U(a)零输入响应(b) RC 一阶电路图6-1(c)零状态响应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t= RC<<T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2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6-2(a)所示。
利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。
一阶RC电路的响应
零状态响应曲线如图1(b)所示。
（a）
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（b）
图 1 一阶RC电路及零状态响应曲线
（2）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。在图2(a)所示电路中，若开关S在位置1时，电路已
达到稳态，即Uc(0-)=US ,在t=0时，将开关S由1打向2，电容器 经R放电，此时的电路响应为零输入响应，而Uc(0-)=Uc (0+)，
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二、实验原理
1、一阶RC电路的时域响应
描述动态电路（含有储能元件L、C的电路）的 性能方程为微分方程。凡是用一阶微分方程描述的 电路，称为一阶电路。一阶动态电路通常是由一个 (或若干个)电阻元件和一个动态元件(电容或电感)组 成。一阶动态电路时域分析的步骤是建立换路后的 电路微分方程，求满足初始条件微分方程的解，即 电路的响应。
（T=5ms,tw=T/2=2.5ms）的正方波信号（示波器上读到的
频率为200Hz，将示波器对应通道的耦合方式选为直流 ）。函
数发生器的接TTL输出端，得到直流方波，如图9所示。 精品课件
（2）按图8接线，取R=5kΩ，C=0.1μF，
在示波器的屏幕 上观察电容两端电压Uc(t) 图 9
的变化曲线。并记录观察到的波形。
3调节示波器使屏幕上呈现出一个稳定的指数曲线测得uc0632uom时对应的时间即为该电路的时间常数0632uom图244将图8中的电阻和电容的位置互换在示波器的屏幕上观察电阻两端电压ut的变化曲线
一阶RC电路的响应
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一、实验目的
1、用示波器观察RC电路在方波激励下的响应 和特点。
2、学习用示波器测定一阶电路时间常数的方 法。
一阶电路和二阶电路的动态响应实验报告
一阶电路和二阶电路的动态响应实验报告
一、实验仪器及准备
1、实验仪器：实验装置有示波器、仪表比较电路、模拟可变电阻、电子电路实验板和电池等。
2、实验配件：可变电阻、电容、电阻、NPN 半导体二极管、PNP 半导体三极管。
二、实验目的
通过电子电路实验板和示波器，研究二阶电路的动态响应，了解一阶和二阶电路的差异，观察不同电路的调节响应特性。
三、实验步骤
1、准备好相关电子零件，并在实验板上按照实验图示连接电路；
2、调整模拟可变电阻连接示波器，使其和电路产生联系；
3、接通电源，操作电路，观看示波器显示信号波形；
4、调节模拟可变电阻，改变参数，观察响应特性，记录比较数据；
四、实验结果及分析
1、调节可变电阻调整电路参数后，观察一阶和二阶电路的动态响应，可以发现二阶响应有比一阶高得多的响应速度和抑制程度；
2、当电源电压发生变化时，一阶电路只有一条响应曲线，而二阶电路则有两条响应曲线；
3、一阶电路的相应是线性的，而二阶电路的相应是线性加指数函数；
4、一阶电路响应不灵敏，而二阶电路灵敏度高；
五、实验结论
一阶电路适合于对低频信号的检测和处理，而二阶电路可以拨错并有效抑制非线性信号的出现。
在示波技术中，二阶电路比一阶电路更具响应灵敏度。
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一阶动态电路响应的研究
实验目的：
1.学习函数信号发生器和示波器的使用方法。
2.研究一阶动态电路的方波响应。
实验仪器设备清单：
1.示波器 1台
2.函数信号发生器 1台
3.数字万用表 1块
4. 1kΩ电阻X1 ；10kΩ电阻 X1 ；100nf电容X1 ；面包板；导线若干。
实验原理：
1.电容和电感的电压与电流的约束关系是通过导数和积分来表达的。
积分电路和
微分电路时RC一阶电路中典型的电路。
一个简单的RC串联电路，在方波序列
脉冲的重复激励下，由R两端的电压作为输出电压，则此时该电路为微分电路，
其输出信号电压与输入电压信号成正比。
若在该电路中，由C两端的电压作为
响应输出，则该电路为积分电路。
2.电路中在没有外加激励时，仅有t=0时刻的非零初始状态引起的响应成为零输
入响应，其取决于初始状态和电路特性，这种响应随时间按指数规律衰减。
在
零初始状态时仅有在t=0时刻施加于电路的激励所引起的响应成为零状态响应，其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。
线性动态电路的全响应为零输入响应和零状态响应之和。
实验电路图：
实验内容：
1.操作步骤、：
(1).调节信号源，使信号源输出频率为1KHz，峰峰值为1.2VPP的方波信号。
(2).将示波器通道CH1与信号源的红色输出端相接，黑色端也相接，调示波器显示
屏控制单位，使波形清晰，亮度适宜，位置居中。
(3).调CH1垂直控制单元，使其灵敏度为0.2V，即在示波器上显示出的方波的幅值
在屏幕垂直方向上占6格。
(4).调CH2水平控制单元，使其水平扫描速率为0.2ms，表示屏幕水平方向每格为
0.2ms。
(5).按照实验原理的电路图接线，将1K电阻和10nf电容串联，将信号源输出线的
红色夹子，示波器CH1的红色夹子连电阻的一端，电容的另一端与信号源，示波器的黑色夹子连在一起，接着将CH2的输入探极红色夹子接在电容的非接地端，黑色夹子接在电容的接地端。
(6).打开信号源开关，示波器CH1，CH2通道开关，观察示波器并记录其波形。
2.实验数据记录：
(1).示波器上CH 1，CH2显示的波形如图所示：
(2).将实验中的电容改为100nf，电阻不变，则波形如下图所示：
(3).将实验中的电阻改为1k，电容不变，则波形如下图所示：
3.实验总结：。