一阶动态电路的响应测试一
深圳大学 RC一阶电路响应测试
深圳大学
实验报告
课程名称：电路分析基础实验序号：实验项目名称： RC一阶电路响应测试
学院：光电工程学院
专业：
指导教师：陈丹妮
实验时间： 2015 年 12 月日
报告提交时间： 2015 年 12 月日
报告人：
学号：姓名：班级：
（a）
( b ) ( c )
）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。
的测定方法:
零输入响应的波形如图
τ/t
e-
m时，所对应的时间就等于τ。
亦可用零状态响应波形，如图4-1(c)所示。
当
、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
（a）微分电路（b）积分电路
图4-4
分别用示波器观察函数电源输出的正弦波、方波和三角波。
体会函数电源及示波器各旋钮的用途。
分别用示波器测量正弦波、方波和三角波的周期和频率，并与函数电源显示的频率比较。
将函数电源输出信号的频率调至100Hz，分别用示波器测量正弦波、方波和三角波的峰－峰值，将其调伏。
用交流电压表测量这些信号的有效值并与理论值比较。
测量结果记入表
dt
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
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。
实验九 一阶动态电路的响应测试二
实验九 一阶动态电路的响应测试二一、实验目的：研究RC 一阶电路的积分电路和微分电路 二、实验原理及电路图 1、实验原理：1）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。
2）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<<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，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。
利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。
当电路的参数满足τ＝RC>>T/2条件时，即称为积分电路。
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。
利用积分电路可以将方波转变成三角波。
3） 微分电路：τ＝RC<<T/2，由KVL 定律有R c s u u u +=，当R 很小时→R u 很小时，c s u u ≈，则dtduRC dt du RC i R t u s c c R ⋅≈⋅=⋅=)(。
4）积分电路：τ＝RC>>T/2，由KVL 定律有R c s u u u +=，当R 很大时→R u 很大时，iR u u R s =≈，则Rui s≈，所以⎰⎰⎰∙≈∙=∙=dt t u RCdt R t u C dt i C t u s s c )(1)(11)(2、电路图图1【微分电路】图2【积分电路】三、实验环境：面包板（SYB—130）、函数信号发生器、一个1kΩ电阻、一个10uF 的电容、导线、Tek示波器。
四、实验步骤：1）在面包板上将电路搭建如图1所示。
2）在函数信号发生器面板上将输入设置好，Vpp=3V，偏移和相位的数值都为0；3）将输入的周期T设置为100ms，观察示波器上的信号，记录波形特征并用U盘将波形图保存下来。
实验五RC一阶电路的零输入响应和零状态响应
US
C UC
-
0
输入方波信号
1/2T
T
t
相位差
输入
输出
US F R C U
(V)
测计
1
2
3
输入信号
U
U
0 T/2
T
t0
T/2
T
t
U U
0
T/2
T
t
U 0 T/2
输出信号 0
T/2
T
t
U
相位差
T
t
U
0 T/2
T
t
U
0 T/2
T
t0
T/2
T
t
注意： －、改变电阻或电容参数时数值应Байду номын сангаас大些 二、电容应用专用仪器测得其容量后再计算 三、要正确操作示波波器，注意选取电压的测
Uco 0.632Uco
t
て
一阶电路的响应曲线
电路的过渡过程是
U 输入信号 输出信号
十分短暂的变化过程。
用一般示波器观察过渡
过程，必须使之重复出
现。为此，用方波来模
拟阶跃激励信号，方波 0 T/2 T
t
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。
欢迎同学们
到 电子电工实验中心实验
实验五 RC一阶电路的零输入响应和零 状态响应(指p91、辅p27)
实验内容： 该实验通过改变电路中RC的参数，观察：
一、RC电路过渡过程及时间常数的变化； 二、微分电路和应具备的条件 三、积分电路和应具备的条件
一、时间常数 ح的测定方法
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。
时间常数τ的测定方法
1 0K
1 00
1 00 0p 0 . 01 u
6 80 0p
1 00 0p
0 .01 u
1 0K
4 .7m H
1 0m H
0 .1u
0 .1u
1M
3 0K
1K
激励Ui
Uo响应
五、实验注意事项
1.调节电子仪器各旋钮时，动作不要过快、过猛。实验前， 需熟读双踪示波器的使用说明书。观察双踪时，要特别 注意相应开关、旋钮的操作与调节。
C
Rc <<T/2
R uR
R c >>T/2
ui
T
R
ui
C
uc
(a)微分电路 图4-2
(b)调换一下，如图4-2(b)所示，由 C两端的电压作为响应输出，且当电路的参数满足τ＝RC>> T/2，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。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
序号 名 称 1 函数信号发生器 2 3 双踪示波器 动态电路实验板 型号与规格 数量 1 1 1 备注
自备 DGJ-03
四、实验内容 实验线路板的器件组件，如图4-3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。 1. 从电路板上选R＝10KΩ，C＝3300pF组成如图4-1(b) 所示的RC充放电电路。ui为脉冲信号发生器输出的 Um＝1.84V、f＝1KHz的方波电压信号，并通过两根 同轴电缆线，将激励源ui和响应uC的信号分别连至 示波器的两个输入口YA和YB。这时可在示波器的屏 幕上观察到激励与响应的变化规律，请测算出时间 常数τ，并用方格纸按1:1 的比例描绘波形。 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。
实验五RC一阶电路的零输入响应和零状态响应ppt
-
t
て
零状态的一阶电路 一阶电路的响应曲线
电路的过渡过程是 输出信号 十分短暂的变化过程。 用一般示波器观察过渡 过程，必须使之重复出 现。为此，用方波来模 0 T/2 T t 拟阶跃激励信号，方波 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。 电路在这样的方波信号的激励下，是和直 流电路接通与断开的过渡过程是基本相同的。
改变电阻或电容参数时数值应拉大些二电容应用专用仪器测得其容量后再计算三要正确操作示波波器注意选取电压的测量功能四在不同电阻参数的电路中其时间常数要用示波器测量和理论计算五积分电路因为是积分信号输出其时间常数不用测量六各种特性图要分别用坐标纸绘制并作出比较七科学合理实用地制定一个综合数据表格rc充放电路积分电路微分电路10k33247410uf100uf100001uf1k10k100k
U
て》T/2
+ US -
R
C
UC
输入方波信号
0
1/2T
T
相位差
t
输 入
US (V) F R C U
输 出
测 计
1 2 3
U
0 U T/2 T
输入信号 U t 0 U T/2 T t
0 U
T/2
T
t 输出信号 0 U T/2 T t
相位差
0 U
T/2
T
t 0 U T/2 T t
0
T/2
T
t
0
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 。一阶网 络在没有输入信号作用时，由电路中动态元件的初始贮能所产 生的响应，就是零输入响应。
时间常数τ的测定方法
u
Um Um
u
t
0
0
t uc
uc
Um +
0.368
u
R
U
τ
(b) RC一阶电路 图 4-1
0
τ
(c) 零状态响应
(a) 零输入响应
根据一阶微分方程的求解得知uc＝Ume-t/RC＝Ume-t/τ。 当t＝τ时，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， 如图4-1(c)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。如图4-2(a)所示。利用微分电路 可以将方波转变成尖脉冲。
1 0K
1 0K
1 00
1 00 0p 0 . 01 u
6 80 0p
1 00 0p
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1 0K
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1 0m H
0 .1u
0 .1u
1M
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1K
激励Ui
Uo响应
五、实验注意事项
1.调节电子仪器各旋钮时，动作不要过快、过猛。实验前， 需熟读双踪示波器的使用说明书。观察双踪时，要特别 注意相应开关、旋钮的操作与调节。
3. 心得体会及其他 。
2. 令R＝10KΩ，C＝0.01μF，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。
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
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。
RC一阶电路分析
优化策略
动态调整
根据电路的工作状态和环境变化，动态调整元件 参数或工作模式，以实现最优性能。
集成化设计
将多个RC一阶电路集成在一个芯片上，实现小型 化、高效化和低成本化。
智能化控制
引入人工智能和机器学习技术，实现对RC一阶电 路的智能控制和优化。
应用前景
通信领域
RC一阶电路在通信系统中有着广泛的应用，如信号处理、 调制解调等，其改进和优化将有助于提升通信系统的性能 和稳定性。
动态响应
RC一阶电路的动态响应表现为电容两端电压随 时间的变化规律，通常用微分方程描述。
3
应用
RC一阶电路在电子工程、控制系统等领域有广 泛应用，用于模拟一阶动态系统的行为。
02
RC一阶电路的响应
瞬态响应
定义
瞬态响应是指RC一阶电路在输入信号激励下，从初始状态到最终 稳态状态的变化过程。
特点
瞬态响应具有振荡和衰减特性，其变化规律与时间常数相关。
滤波器
总结词
RC一阶电路可以构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等不同类型的滤波器。
详细描述
低通滤波器允许低频信号通过，抑制高频信号；高通滤波器允许高频信号通过，抑制低频信号；带通滤波器允许 特定频段的信号通过，抑制其他频段的信号。这些滤波器在信号处理、通信和控制系统中有着广泛的应用。
04
RC一阶电路的仿真分析
1. 连接电路
将电源、电容器、电 阻器和信号发生器按 照正确的极性连接起 来，形成RC一阶电 路。
2. 调整参数
根据实验要求，调整 电容器和电阻器的参 数，如电容值和电阻 值。
3. 启动实验
开启电源，使电路正 常工作。
4. 观察波形
使用示波器观察电容 器两端电压的波形变 化。
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。
RC一阶电路的响应实验
实验RC一阶电路的响应及其应用一、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，了解微分电路和积分电路的实际应用。
3. 进一步熟悉示波器的使用，学会用示波器测绘图形。
二、原理说明一阶电路的过渡过程是由于电路中有一个电容或电感逐步储存或释放能量的渐变过程引起的，该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矩形脉冲序列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Ｔ与电路的时间常数τ满足一定的关系，它的响应和直流电源接通与断开的过渡过程是基本相同的。
1. RC电路的过渡过程其电路组成和响应波形如图11-1所示。
状态响应图11-1RC一阶电路及其响应波形零输入响应：设ｕC(0)＝Uo，开关由1→2，换路后ｕC(t)＝Use－t/τ，ｔ≥０,零状态响应：ｕC(0)＝0，开关由2→1，换路后ｕＣ(t)＝Us（1－e－ｔ／τ），ｔ≥０RC 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（τ＝RC）。
2. 时间常数τ的测定用示波器测定RC 电路时间常数的方法如下：在RC 电路输入矩形脉冲序列信号，将示波器的测试探极接在电容两端，调节示波器Y轴和X轴各控制旋钮，使荧光屏上呈现出一个稳定的指数曲线如图11-2所示。
根据一阶微分方程的求解得知当t ＝τ时，ｕC(τ)＝0.632Us 设轴扫描速度标称值为Ｓ(s /cm)，在荧光屏上测得电容电压最大值U cm＝U s＝a(cm)在荧光屏Y轴上取值ｂ＝0.632×ａ(cm)在曲线上找到对应点Ｑ和Ｐ，使PQ＝ｂ测得OP＝n (cm)则时间常数τ＝Ｓ(s/cm)×n(cm)亦可用零输入响应波形衰减到0.368Us时所对应的时间测取。
一阶二阶动态电路实验报告
一阶二阶动态电路实验报告前言本文介绍了一阶二阶动态电路实验的相关内容，包括实验准备、步骤、实验结果的分析以及结论。
动态电路是一种重要的电路技术，在很多方面都起着重要的作用。
它可以应用于多种电子设备中，如电脑、摄像机和收录机等。
本实验介绍的是测试一阶二阶动态电路的实例，并解释了其中的一些概念和特性，使我们更加理解动态电路技术。
实验准备在本实验中，我们需要准备以下几种实验用品：一阶（二极管，电容，电阻）和二阶（二极管，电容，电阻，特定电路板）的模块，以及一台电脑。
实验步骤1）确定模块原理图：首先，我们需要确定对应的模块原理图，确定每个模块的输入和输出端口。
2）连接电路：然后，组装模块，连接电路，将各个模块连接起来，确保模块与电路之间的联系。
3）测试电路：接着，使用数据采集仪来测量每个模块的输入信号和输出信号，对电路进行测试。
4）对电路进行分析：最后，根据测量的结果，对电路进行分析，分析电路中每个元件的功能，并确定电路的特性。
实验结果在本实验中，我们所做的实验采用的是一阶和二阶的动态电路，我们测量了各个模块的输入和输出信号，最终得出以下结论：（1）一阶动态电路的升降沿响应时间可以在设定范围内调节；（2）二阶动态电路的输入与输出之间存在一定的延迟时间；（3）随着负载变化，动态电路的性能会受到影响；（4）一阶和二阶动态电路的性能是不同的。
结论通过本次实验，我们学会了如何测试一阶和二阶动态电路，以及他们在当今电子产品中的应用。
在模拟信号控制领域，一阶和二阶动态电路都得到了广泛的应用。
使用一阶动态电路可以满足一般要求，而使用二阶动态电路可以满足高精度的要求。
一阶二阶动态电路实验报告
一阶二阶动态电路实验报告实验目的：1、学习串联与并联一阶电路的响应特性；2、掌握求解一阶电路的重要参数；3、学会利用示波器分析电路响应，并用频域图分析电路特性；4、学习二阶电路的响应特性及其电路稳定条件；5、练习利用示波器分析二阶电路响应，体验相位响应和幅频响应的相互作用。
实验原理：一阶电路有两种基本形式，串联和并联，它们的特点均在于对信号时间常数t=rC的响应。
其中r为电路中电阻器的电阻，C为电容器的电容。
在外加电压U0下电路的响应可以由基尔霍夫定律表达出来。
串联电路的电压状态方程为：Uc + UR = U0C dUc/dt + Uc/R = U0/RdUc/dt + Uc/(RC) = U0/(RC)t=R*C 表示电路响应的时间常数。
并联电路的电压状态方程为：Uc = I * RC dI/dt + I/R = 0dI/dt + I/(RC) = 0同样t=R*C为响应时间常数。
二阶电路由一个电容和两个电感组成，电等效可以看作一个阻尼振荡器。
为了保证电路的稳定性，我们定义电路的品质因数Q：Q = 2pi * f0 * R * C_L其中f0为振荡器的谐振频率，C_L为负载电容器的电容量。
Q越大表示电路谐振的削减效果越弱，电路的稳态响应时间也越长。
另一个表征电路稳定的量是阻尼系数a=R/(2L)*sqrt(C/L)。
实验中我们会接触两种阻尼振荡器的形式：无阻尼振荡器和过阻尼振荡器。
无阻尼振荡器表示an=0, 此时电路振荡渐进不会消失，一阶上升较快，二阶下降趋势相对平坦，折返特点也非常明显。
过阻尼振荡器an<1，振荡不会消失，响应时间也较长，调节电路特性时需注意an<1而不是an=1。
实验装置：1. 1个函数信号发生器2. 2个示波器3. 1个二阶低通电路电路板4. 1个一阶低通电路电路板5. 量表，接线，信号装置实验内容、步骤及数据记录：1. 测量并记录一阶电路的时间常数。
电路基本参数：R=10K, C=0.1uFa. 连接串联电路，使输出信号为阶跃状，并使用示波器监控输出电压；b. 调节信号发生器使输入信号幅值约为1V；c. 测量信号的主要电压，记录t0，t1，t2，t3等关键时间，建立电路时间响应曲线，并测量电路时间响应曲线的渐近斜率；d. 完成数据拟合，计算电路的时间常数并确定其可靠误差范围。
RC一阶电路的响应测试实验内容精修订
R C一阶电路的响应测试实验内容集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#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），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。
图矩形脉冲电压波形图 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+u C=U m，其解为u C(t)=U m(1−e−tτ) (t≥0)，式中，τ＝RC为该电路的为：RC du Cdt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：RC du C+u C=0，其解为u C(t)=U m e−tτ。
dtRC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）倍时所需要的时间即是时间常数τ。
如图（a）所示，用示波器观测响应波形，取上升曲线中波形幅值的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×OP其中，扫描时间是示波器上X轴扫描速度开关“t/div”的大小。
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）。
项目13 一阶电路的响应测试
电路中开关的接通、断开或元件 + 参数发生变化，都会引起电路工 10V 作状态的变化，把这种变化称为 Us － “换路”。
I S(t=0) R UC
+ －
C
设 t=0为换路瞬间， t=0–表示换路前瞬间，t=0+表示换路后的 初始瞬间。
电路分析基础
电路过渡过程研究
电容元件的储能 WC 1 CuC 2 不能跃变，即 2 uC(0+)= uC(0–)
电路分析基础
电路过渡过程研究
例1 已知U S = 220V，R = 200Ω， C = 1μF，开关S闭合前电容未储 Us 能，在t = 0时开关S闭合。 求时间常数τ；最大充电电流I0； 开关S闭合后1ms时的iC和uC的数值 解： τ RC 200 1 10 6 s 200 μs 零状态响应有
电路分析基础
电路过渡过程研究
动态过程分析： 不能采用相量法，而采用时域分析 的方法，以时间 t 为变量，研究 各处电压电流随时间的变化规律。
分析过渡过程的 电子技术中用来产生某些特定的波 意义： 形，但此过程中可能产生过电压、 过电流使电气设备损坏。
电路分析基础
电路过渡过程研究
2、换路定律
动态过程分析过程中求解的是微分方程，所以解答中的积分 常数必须由初始条件来确定，下面介绍电路初始条件的计算： 换路：
电路分析基础
电路过渡过程研究
2、操作方法/步骤
（1）设计一个RC串联电路，画出电路图，选定电路参数。 （2）对设计的电路在EWB5C中进行仿真分析，记录波形。仿真 时，参数自己修改。 （3）把直流电压信号去掉，换成方波信号，信号的周期大于 10倍的电路时间常数。再观察输入输出波形并记录。 （4）在电路板上搭建RC电路，按照仿真结果，用低频信号发 生器产生方波信号，送入电路输入端。示波器观察输入输出波 形并记录。 （5）设计一个RL串联电路，对设计的电路在EWB5C中进行仿真 分析，查看结果，记录波形。
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。
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实验八 一阶动态电路的响应测试一
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。
二、实验原理及电路图
1、实验原理：
1） 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iL （0）和电容电压uc （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。
2）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。
3） 时间常数τ的测定方法
零状态响应：)1()1(τt
m RC t
m c e U e U U ---=-=。
当t ＝τ时，Uc(τ)＝0.632Um 。
此时所对应的时间就等于τ。
零输入响应：τt m RC t
m c e U e U U --==。
当t ＝τ时，Uc(τ)＝
0.368Um 。
此时所对应的时间就等于τ。
2、电路图
图1
三、实验环境：
面包板（SYB —130）、直流电源（IT6302），一个100k Ω电阻、10uF 的电容、单刀双置开关、导线、Tek 示波器。
四、实验步骤：
1）在面包板上将电路搭建如图1所示，在直流电源面板上将输入电压设置好，分别为3V 、50Hz 。
2）观察示波器上的信号，将开关拨至另一端是信号会发生改变，当整个过程完成后，按run/stop 键，使得信号停止。
3）分别对对充放电过程进行2）操作，并用联动光标测量充放电时间，及其对应的时间常数τ，记录波形及数据。
五、实验数据及分析
1.零状态响应:当t＝τ时，Uc(τ)＝0.632Um=0.632*3V=1.896V
1)充电时间:T1=5.50s
2)时间常数：τ1=1.10s
2.零输入响应：当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368Um=0.368*3V=1.104V。
1)放电时间：T2=5.50s
2)时间常数：τ2=1.10s
3.分析：该实验中，T1=T2=5.50s，τ1=τ2=1.10s，有分析可知充放电的时间及其时间常数是相同的，故本次实验所测得的数据具有可靠性。
时间常数的标准值τ=RC=100kΩ*10uF=1s，则实验误差为10%。
而造成本次实验的误差的大部分原因是示波器的设置后的精确度为0.02V，在测量时取Uc时存在一定误差。
该电容的电压减小到原来的1/e需要的时间为1.10s,充放电时间为5.50s。
六、实验总结
通过本次实验我学会了用联动光标来测量时间常数，测量方法就是在RC一阶电路加入输入信号，找到当t＝τ时所对应的Uc的那点，再对应到横坐标的时间，就是时间常数了。
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