实验五 一阶RC电路的过渡过程实验

合集下载

RC一阶电路的过渡过程实验原理.

RC一阶电路的过渡过程实验原理.

RC一阶电路的过渡过程实验原理RC一阶电路的过渡过程实验原理类别:电子综合1.RC过渡过程是动态的单次变化过程。

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,那么电路在周期性的方波脉冲信号的激励下,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,其变化的快慢取决于电路的时间常数t。

图1 RC 一阶电路充放电过程示意图3.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1(a)所示。

根据一阶微分方程的求解可知,UC=Ume-t/RC=Ume-t/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0.632Um,所对应的时间测得,如图1(c)所示。

4.微分电路和积分电路是RC过渡过程中较为典型的电路,它对电路元件的参数和输入信号的周期都有特定的要求。

对于一个简单的RC串联电路,在方波脉冲的重复激励下,当满足T=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时,则该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此,如图2(a)所示。

利用微分电路可以将方波变成尖脉冲。

图2微分电路及积分电路的实验电路在图2(a)中,根据基尔霍夫电压定律及元件特性,有ui=uc(t)+uR(t),而uR=Ri(t),i(t)=.如果电路元件R与C的参数选择满足关系uc(t)》uR(t),ui(t)≈uc(t)那么即输出电压uR(t)与输入电压ui(t)成近似微分关系。

若将图2(a)中的R与C位置调换,如图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t=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。

实验5-2 一阶RC电路过渡过程的研究

实验5-2 一阶RC电路过渡过程的研究
信 号 + 发 ui(t) 生 器 C
+ uR(t) -
R=1k C=0.1µ F
图5-2-4
过程报告要求及模板
表 5-2-1 观察一阶RC电路的零输入响应和零状态响应
参数 U=3V ui(t) f=200Hz 波形 波形5-2-1-1 (另附坐标纸绘出) 示波器主要旋钮位置 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV
3. 积分电路 信号发生器输出方波信号,频率1000Hz;幅度3V; 在示波器上显示5个周期。
信 号 + 发 ui(t) 生 器
R + uC(t) -
C
R=10k C=0.1µ F
图5-2-3
预习报告要求及模板
四、实验任务与实验步骤
4. 微分电路 信号发生器输出方波信号,频率100Hz;幅度3V; 在示波器上显示5个周期。
实验报告要求及要求
五、实验数据分析与处理 1. 整理实验数据; 2. 分析处理实验数据; 3. 完成相应计算或生成相应曲线; 4. 给出实验结论; 六、思考题 (见实验指导书)
过程报告要求及模板
表 5-2-3 积分电路
参数 U=3V ui(t) f=1000Hz 波形 波形5-2-3-1 (另附坐标纸绘出) 示波器主要旋钮位置 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV
uC(t)
R=10k C=0.1µ F
波形5-2-3-2 (另附坐标纸绘出)
表 5-2-4 微分电路
参数 U=3V ui(t) f=100Hz uR(t) R=1k C=0.1µ F 波形 波形5-2-4-1 (另附坐标纸绘出) 波形5-2-4-2 (另附坐标纸绘出) 示波器主要旋钮位置 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV

rc电路的过渡过程实验报告

rc电路的过渡过程实验报告

rc电路的过渡过程实验报告RC电路的过渡过程实验报告引言:RC电路是由电阻(R)和电容(C)组成的一种电路。

在实际应用中,RC电路常常用于信号滤波、时钟电路、积分电路等。

本次实验旨在研究RC电路中的过渡过程,探究电容充放电的特性。

实验目的:1. 了解RC电路的基本原理和特性;2. 研究电容充放电的过渡过程;3. 掌握使用示波器观察电容充放电过程的方法。

实验装置和器材:1. 电源:提供直流电源;2. 电阻:限制电流;3. 电容:储存电荷;4. 示波器:用于观察电压信号;5. 电压表:用于测量电压。

实验步骤:1. 搭建RC电路:将电阻和电容按照电路图连接;2. 设置示波器:将示波器的探头连接到电容两端,调整示波器的时间基和电压基准;3. 施加电压:将电源连接到电路中,调节电源输出电压;4. 观察示波器:观察示波器上的电压信号,并记录数据;5. 改变电阻或电容值:重复步骤2-4,但改变电阻或电容的数值,观察并记录数据。

实验结果:在实验过程中,我们通过改变电阻或电容的数值来观察RC电路的过渡过程。

以下是我们的实验结果:1. 当电容充电时,电压呈指数增长的趋势。

初始时,电容处于放电状态,电压为0。

随着时间的推移,电容开始充电,电压逐渐增加。

充电过程的时间常数由电容和电阻的数值决定。

2. 当电容放电时,电压呈指数衰减的趋势。

初始时,电容处于充电状态,电压为最大值。

随着时间的推移,电容开始放电,电压逐渐减小。

放电过程的时间常数同样由电容和电阻的数值决定。

3. 改变电阻或电容的数值会对过渡过程产生影响。

当电阻增大或电容减小时,充放电过程的时间常数变大,电压变化的速度变慢。

相反,当电阻减小或电容增大时,时间常数变小,电压变化的速度变快。

讨论与分析:通过实验观察和数据记录,我们可以得出以下结论:1. RC电路的过渡过程是指电容从放电状态到充电状态(或相反)的过程。

这一过程的特点是电压的指数增长或衰减。

2. 过渡过程的时间常数τ由电容和电阻的数值决定。

实验五RC一阶电路响应测试

实验五RC一阶电路响应测试

实验五RC 一阶电路响应测试一、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、实验仪器RXDI-1A电路原理与实验箱、双踪示波器三、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,对时间常数的较大的电路,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,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、时间常数的测定方法图 A 所示电路E1 K R+2 E CO( a)—tU C( c)0.6320.368tττ(b)图 1根据一阶微分方程的求解得到零输入响应的输出函数为(选择零输入响应的起始时刻为计时起点) :U C =Ee t / RC =E e t /当 t= 时, Uo(τ)=0.368E,此时所对应的时间就等于。

零状态响应波形的函数为(选择零状态响应的起始时刻为计时起点):U C=E(1-e t / RC) =E( 1-e t /)当 t= 时, Uo(τ)=0.632E,此时所对应的时间也是。

4、微分电路积分电路是RC 一阶电路中较为典型的电路,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,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端作为响应输出,如图2(a)所示。

一阶电路过渡过程的研究实验报告

一阶电路过渡过程的研究实验报告

一阶电路过渡过程的研究实验报告一阶电路过渡过程的研究实验报告引言:电路的过渡过程是指电路在初始状态到稳定状态的过程。

在电路设计和分析中,了解电路的过渡过程对于预测电路行为和优化电路性能非常重要。

本实验旨在研究一阶电路的过渡过程,通过实验测量和数据分析,探讨电路的响应特性和时间常数。

实验目的:1. 了解一阶电路的过渡过程;2. 掌握测量电路过渡过程的方法和技巧;3. 分析电路响应特性和时间常数。

实验设备和材料:1. 信号发生器;2. 示波器;3. 电阻;4. 电容;5. 万用表;6. 连接线等。

实验步骤:1. 搭建一阶电路,包括电源、电阻和电容;2. 将信号发生器连接到电路的输入端,设置合适的频率和幅度;3. 连接示波器到电路的输出端,调节示波器的时间基准和垂直灵敏度;4. 开始实验测量,记录电路的过渡过程的波形和数据;5. 根据测量数据,分析电路的响应特性和时间常数。

实验结果和数据分析:通过实验测量和数据分析,我们得到了一阶电路的过渡过程的波形和数据。

根据示波器上显示的波形,我们可以观察到电路的过渡过程是一个指数衰减的过程。

随着时间的推移,电路的输出逐渐趋近于稳定状态。

根据测量数据,我们可以计算出电路的时间常数。

时间常数是衡量电路响应速度的重要参数,它表示电路从初始状态到稳定状态所需的时间。

通过测量波形的衰减时间,我们可以计算出电路的时间常数。

实验讨论:在实验过程中,我们发现电路的时间常数与电阻和电容的数值有关。

较大的电阻和电容会导致较长的时间常数,从而使电路的过渡过程变慢。

这是因为较大的电阻和电容会导致电路的响应速度变慢,需要更长的时间来达到稳定状态。

此外,我们还观察到电路的过渡过程受到输入信号频率的影响。

较高的频率会导致电路的过渡过程变快,而较低的频率会导致电路的过渡过程变慢。

这是因为较高的频率会使电路的响应速度加快,较低的频率会使电路的响应速度减慢。

结论:通过本实验的研究,我们了解了一阶电路的过渡过程,并掌握了测量电路过渡过程的方法和技巧。

实验五一阶RC电路的过渡过程的multisim实验分析解析

实验五一阶RC电路的过渡过程的multisim实验分析解析

实验五 一阶RC 电路的过渡过程实验一、实验目的1、研究RC 串联电路的过渡过程。

2、研究元件参数的改变对电路过渡过程的影响。

二、实验原理电路在一定条件下有一定的稳定状态,当条件改变,就要过渡到新的稳定状态。

从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变,而是需要一定的过渡过程(时间)的,这个物理过程就称为电路的过渡过程。

电路的过渡过程往往为时短暂,所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态,因而过渡过程又称为暂态过程。

1、RC 电路的零状态响应(电容C 充电)在图5-1 (a)所示RC 串联电路,开关S 在未合上之前电容元件未充电,在t = 0时将开关S 合上,电路既与一恒定电压为U 的电源接通,对电容元件开始充电。

此时电路的响应叫零状态响应,也就是电容充电的过程。

(a) (b)图5-1 RC 电路的零状态响应电路及u C 、u R 、i 随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律,列出t > 0时电路的微分方程为(注:dtdu C i CU q dt dq i c c ===,故,) 电容元件两端电压为其随时间的变化曲线如图5-1 (b) 所示。

电压u c 按指数规律随时间增长而趋于稳定值。

电路中的电流为电阻上的电压为其随时间的变化曲线如图5-1 (b) 所示。

2、RC电路的零输入响应(电容C放电)在图5-2(a)所示, RC串联电路。

开关S在位置2时电容已充电,电容上的电压u C= U0,电路处于稳定状态。

在t = 0时将开关从位置2转换到位置1,使电路脱离电源,输入信号为零。

此时电容元件经过电阻R开始放电。

此时电路的响应叫零输入响应,也就是电容放电的过程。

(a) (b)图5-2RC电路的零输入响应电路及u C、u R、i随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律,列出t >0时的电路微分方程为电容两端电压为其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。

它的初始值为U0,按指数规律衰减而趋于零。

τ=R C式中τ = RC,叫时间常数,它所反映了电路过渡过程所用时间的长短,τ越大过渡时间就越长。

简单RC 电路的过渡过程

简单RC 电路的过渡过程

实验六简单RC电路的过渡过程一、实验目的1.研究RC电路在零输入、阶跃激励和方波激励情况下,响应的基本规律和特点。

2.学习用示波器观察分析电路的响应。

二、原理及说明1、一阶RC电路对阶跃激励的零状态响应就是直流电源经电阻R向C充电。

对于图6-1所示的一阶电路,当t=0时开关K由位置2转到位置1,由方程:初始值: Uc(0-)=0可以得出电容电流随时间变化的规律:上述式子表明,零状态响应是输入的线性函数。

其中τ=RC,具有时间的量纲,称为时间常数,它是反映电路过渡过程快慢程度的物理量。

τ越大,暂态响应所持续的时间越长,即过渡过程时间越长。

反之,τ越小,过渡过程时间越短。

图6-12、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。

即电容器的初始电压经电阻R放电。

在图6-1中,让开关K于位置1,使初始值Uc(0-)=U,再将开关K转到位置2。

电容器放电由方程:可以得出电容器上的电压和电流随时间变化的规律:如用方波信号源激励,RC电路的方波响应,在电路的时间常数远小于方波周期时,前半周期激励作用时的响应就是零状态响应,得到电容充电曲线;而后半周期激励为0,相当于电容通过R放电,电路响应转换成零输入响应,得到电容放电曲线。

由于方波是周期信号,可以用普通示波器显示出稳定的图形,以便于定量分析。

充电曲线当幅值上升到最大值的63.2%和放电曲线幅值下降到初始值的36.8%所对应的时间即为一个τ,图6-2所示。

图6-2 方波激励作用下RC一阶电路电容电压波形三、实验设备1.电路实验箱2.信号发生器3.双踪示波器四、实验内容用示波器观察RC电路的方波响应。

认清实验线路板上R、C元件的布局及其标称值,个开关的通断位置等等。

按下面三中情况选取不同的R、C值1)R=10KΩ,C=1000PF 2)R=10KΩ,C=3300PF3)R=30KΩ,C=3300PF组成如图6-2所示的RC充放电电路,信号发生器的信号为方波信号,Um=3V,,将激励与响应的信号输入到示波器,测时间常数τ,观察并描绘响应波f=1KHZ形。

一阶rc电路的过渡过程

一阶rc电路的过渡过程

一阶rc电路的过渡过程
嘿,朋友们!今天咱来聊聊一阶 RC 电路的过渡过程,这可有意思啦!
你想啊,一阶 RC 电路就像是一个有个性的小家伙。

在电源接通的
那一刻,它就开始了自己独特的表演。

电流啊,电压啊,就像一群调
皮的孩子,开始了它们的奇妙旅程。

刚开始的时候,电容就像个贪心的家伙,拼命地吸收电荷,电流也
像个急性子,呼呼地往前冲。

可随着时间慢慢推移,电容渐渐吃饱了,电流也变得不那么着急了。

这就好比你吃蛋糕,一开始大口大口吃,
后来慢慢就饱了,速度就降下来了嘛。

在这个过渡过程中,时间可是个关键角色呢!它就像个指挥家,掌
控着一切的节奏。

时间越久,电容充电越多,电压也逐渐升高,直到
达到一个稳定的状态。

这多像我们的成长啊,随着时间的流逝,我们
也慢慢变得成熟、稳定。

那这个过渡过程到底有多重要呢?这就好比一场比赛,起跑很关键,但途中的调整和坚持也同样重要。

如果没有这个过渡过程,电路可能
就会乱了套,就像一部没有剧情过渡的电影,会让人觉得很突兀。

而且哦,我们还可以通过一些方法来改变这个过渡过程呢!比如改
变电阻或者电容的值,就好像给这个小家伙穿上不同的衣服,它的表
现也会不一样哦。

这是不是很神奇?
想象一下,如果没有一阶 RC 电路的过渡过程,我们的很多电子设备还能正常工作吗?肯定不行啊!所以说,可别小瞧了这个看似简单的过渡过程,它可是有着大作用呢!
总之呢,一阶 RC 电路的过渡过程就像是一场奇妙的冒险,充满了惊喜和未知。

我们要好好去探索它,理解它,这样才能更好地利用它来为我们的生活服务呀!大家说是不是这个理儿呢?。

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

实验2 一阶电路的过渡过程实验2.1 电容器的充电和放电一、实验目的1.充电时电容器两端电压的变化为时间函数,画出充电电压曲线图。

2.放电时电容器两端电压的变化为时间函数,画出放电电压曲线图。

3.电容器充电电流的变化为时间函数,画出充电电流曲线图。

4.电容器放电电流的变化为时间函数,画出放电电流的曲线图。

5.测量RC电路的时间常数并比较测量值与计算值。

6.研究R和C的变化对RC电路时间常数的影响。

二、实验器材双踪示波器1台信号发生器1台0.1µF和0.2µF电容各1个1KΩ和2KΩ电阻各1个三、实验步骤1.在电子平台上建立如图2-1所示的实验电路,信号发生器和示波器的设置可照图进行。

示波器屏幕上的红色曲线是信号发生器输出的方波。

信号发生器的输出电压在+5V与0之间摆动,模拟直流电压源输出+5V电压与短路。

当输出电压为+5V时电容器将通过电阻R充电。

当电压为0对地短路时,电容器将通过电阻R放电。

蓝色曲线显示电容器两端电压Vab随时间变化的情况。

在下面V-T坐标上画出电容电压Vab随时间变化的曲线图。

作图时注意区分充电电压曲线和放电电压曲线。

2.用曲线图测量RC电路的时间常数τ。

T=0.1ms3.根据图2-1所示的R,C元件值,计算RC电路的时间常数τ。

T=R*C=1000*0.0000001=0.00001s=0.1ms4.在电子工作平台上建立如图2-2所示的实验电路,信号发生器和示波器按图设置。

单击仿真电源开关,激活实验电路,进行动态分析。

示波器屏幕上的红色曲线为信号发生器输出的方波。

方波电压在+5V和0V之间摆动,模拟直流电源电压为+5V与短路。

当信号电压为+5V时,电容器通过电阻R放电。

当信号电压为0V对地短路时,电容器通过电阻R放电。

蓝色曲线表示电阻两端的电压与时间的函数关系,这个电压与电容电流成正比。

在下面的V-T坐标上画出电阻(电容电流)随时间变化的曲线图。

作图时注意区分电容的充电曲线和放电曲线。

一阶rc电路的设计实验报告

一阶rc电路的设计实验报告

一阶rc电路的设计实验报告一阶RC电路是电子学中的基础电路之一。

在本次实验中,我们将学习如何设计和测试一阶RC电路,并研究RC电路在时域和频域中的响应。

首先,我们需要了解一阶RC电路的构成。

一阶RC电路由一个电阻和一个电容构成。

电阻R和电容C的串联构成了RC电路,电容器作为一个变压器,对信号起到了滤波的作用。

当信号经过RC电路时,其幅值会受到衰减,其频率也会被滤除或传输到其他阶段。

在本次实验中,我们的目标是设计一个一阶RC电路,以测量输入信号和输出信号之间的相关性,并在不同的频率下测试其响应。

设计过程如下:第一步:选择电阻和电容的值。

此处选择R=10kΩ,C=0.1µF 氧化铝电容器。

第二步:连接电路。

此处解放电容代谢构成一阶RC电路。

将信号源接到电路的输入端,然后再连接电压表,以测量电路的输入和输出。

第三步:测量电路的输出。

连接电压表,测量电路的输出信号幅度。

通过变化信号源的频率,我们可以确定不同频率下电路的响应。

第四步:分析电路的响应。

分析电路的响应,并绘制低通滤波器(LPF)的放大率和相移曲线。

通过绘制这些曲线,我们可以确定电路对不同频率下输入信号的响应。

实验过程如下:(1)连接电路。

连接电路,将信号源接到电路的输入端。

(2)测量电路的输入和输出。

连接电压表,测量电路的输入和输出电压。

(3)变化信号源的频率。

通过改变信号源的频率,测量电路的响应。

(4)绘制低通滤波器(LPF)的放大率和相移曲线。

通过绘制LPF的放大率和相移曲线,我们可以确定电路对于不同频率的输入信号的响应。

实验结果如下:在实验中,测量到了输入信号和输出信号,绘制了低通滤波器(LPF)的放大率和相移曲线。

放大率曲线显示,当频率较低时,输出信号的幅度接近输入信号的幅度,但随着频率的增加,输出信号的幅度开始下降。

相移曲线显示,输出信号的相位随着频率的增加而不断变化,最终减少到零。

综上所述,本次实验使我们了解了一阶RC电路的构成和设计,以及RC电路在时域和频域中的响应。

一阶电路过渡过程实验报告

一阶电路过渡过程实验报告

一阶电路过渡过程实验报告实验3 RC一阶电路响应研究实验报告电路与电子学实验3 RC一阶电路响应研究班级:12计师学号: 2012035144023 姓名:黄月明一、实验目的1( 加深理解RC电路过渡过程的规律及电路参数对过渡过程的理解 2( 学会测定RC电路的时间常数的方法3( 观测RC充放电电路中电阻和电容电压的波形图 4(二、实验原理与说明 1、RC电路的时间常数如图1所示。

将周期性方波电压加于RC电路,当方波电压的幅度上升为U时,相相当于一个直流电压源Us对电容C充电,当方波电图1压下降为零时,相当于电容C通过过电阻R放电。

RC电路的充电过程uc?t??Us1?eRC电路的时间常数用τ表示,τ=RC,τ的大小决定了电路充放电时间的快慢。

对充电而言,时间常数τ是电容电压uc从零增长到63.2% Us所需的时间;RC 电路的放电过程uc?t??Uset?RC,对放电而言,τ是电容电压uc从Us下降到36.8%Us所需的时间。

2、微分电路和积分电路图1的RC充放电电路中,当电源方波电压的周期T τ时,电容器充放电速很快,dudu若uc uR,uc?u,在电阻两端的电压uR=R?i ?RCc?RC,这就是说电阻两dtdt端的输出电压uR与输入电压u的微分近似成正比,此电路即称为微分电路。

当电源方波电压的周期Tτ时,电容器充放电速度很慢,又若uc uR,uR?u,111URidtudt,这就是说电容两端的输出电压ucdt = ????CRCCR与输入电压u的积分近似成正比,此电路称为积分电路。

三、实验步骤1( 时间常数的测定?t?RC?,在电阻两端的电压uc=(1) 实验线路见图1,取R=100Ω,C=1μF,f=1kHz,Us=10v,测量uc从零上升到63.2%Us所需的时间,亦即测量充电时间常数τ1;再测量uc从Us下降到36.8%Us所需的时间,亦即测量放电时间常数τ2;将τ1,τ2记入下面空格处。

一阶rc电路的过渡过程实验报告

一阶rc电路的过渡过程实验报告

一阶rc电路的过渡过程实验报告实验一:一阶RC电路的理论分析一阶RC电路是一种常见的模拟电路。

它由一个电阻器和一个电容器组成。

在这个电路中,电容器表现出一种电学性质,称为电容。

当电容的电压发生变化时,它可以在电路中存储或释放电荷。

我们可以通过理论分析来研究一阶RC电路的特性。

在这个过程中,我们需要了解电阻、电容和电压的基本知识,以及欧姆定律、电流定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律等电路理论方面的基本知识。

我们可以使用一些基本电路方程来描述一阶RC电路的行为。

这些方程包括欧姆定律、电容电压关系和基尔霍夫电压定律。

我们可以通过这些方程来解决电路中的电压和电流,进而得到一阶RC电路的特性。

欧姆定律(V = IR)是电路中最基本的方程之一。

它描述了电路中的电压、电流和电阻之间的关系。

如果我们知道电路中的电压和电阻,我们可以使用欧姆定律来计算电流。

对于一阶RC电路,我们可以使用欧姆定律来计算电阻的电流。

在这个电路中,电流的值是由电压和电阻的值决定的。

我们可以使用公式I = V/R来计算电流。

另一个重要的方程是电容电压关系(Q = CV)。

这个方程描述了电容器在电路中储存和释放电荷的能力。

如果我们知道电容的容量和电荷的电压,我们就可以通过电容电压关系来计算电荷的数量。

在一阶RC电路中,电容的电压随时间的变化可以使用基尔霍夫电压定律来描述。

基尔霍夫电压定律表示,在一个电路中,电压沿电路中的任何路径保持总和等于零。

这个定律是基于电压的守恒原理。

实验二:一阶RC电路的电路图一阶RC电路的电路图如下所示:电路图中包括一个电容、一个电阻和一个电源。

在这个电路中,电源提供一个不变的电压,而电容器和电阻器被连接在一起。

实验三:一阶RC电路的过渡过程实验步骤1. 准备实验设备和材料,并将电路连接起来。

2. 将一个始末电容器连接到电路中。

3. 调整电容器的值,以便于实验。

4. 开始实验。

将电源连接到电路上,并进行实验过渡过程。

rc电路的过渡过程实验报告

rc电路的过渡过程实验报告

RC电路的过渡过程实验报告1. 引言RC电路是由一个电阻(R)和一个电容(C)组成的电路。

在这个实验中,我们将探讨RC电路的过渡过程。

过渡过程是指在电路中加入或移除电压源后电路中电压和电流的变化过程。

通过对这个过程的研究,我们可以深入了解RC电路的特性和行为。

2. 实验目的本次实验的目的是通过实验观察和测量RC电路中电压和电流的过渡过程,并通过实验数据分析RC电路的特性。

3. 实验材料和方法3.1 材料•一个电阻•一个电容•一个开关•一个电压源•一个示波器•连接导线3.2 方法1.将电阻和电容连接到电路板上。

确保电路连接正确无误。

2.将开关和电压源连接到电路板上,保持电压源关闭状态。

3.将示波器的探头连接到电路板上,以测量电路中的电压和电流变化。

4.打开电压源,记录下电路中电压和电流的初始数值。

5.关闭电压源,记录下电路中电压和电流的变化过程。

6.根据实验数据分析RC电路的过渡过程。

4. 实验结果和数据分析4.1 实验结果通过实验观察和测量,我们得到了以下实验结果: - 初始时刻,电路中电压和电流的数值为V0和I0。

- 当电压源关闭时,电路中的电压和电流开始变化。

- 随着时间的推移,电路中的电压和电流逐渐减小,直到最终稳定到0。

4.2 数据分析根据实验数据,我们可以计算RC电路的时间常数(τ)。

时间常数是指电路中电压或电流下降到初始值的63.2%所需的时间。

时间常数的计算公式如下:τ = R * C其中,R是电阻的阻值,C是电容的电容值。

通过计算时间常数,我们可以了解RC电路的响应速度。

时间常数越大,电路响应速度越慢;时间常数越小,电路响应速度越快。

5. 结论通过本次实验,我们观察和测量了RC电路的过渡过程,并通过实验数据分析了RC电路的特性。

根据实验结果和数据分析,我们得出以下结论: - RC电路在电压源关闭时,电压和电流会逐渐减小。

- RC电路的时间常数决定了电路的响应速度。

6. 总结通过本次实验,我们对RC电路的过渡过程有了更深入的了解。

一阶rc电路实验报告

一阶rc电路实验报告

一阶rc电路实验报告一阶RC电路实验报告实验目的:通过实验,了解一阶RC电路的基本原理和特性。

实验器材:电源、电阻、电容、万用表、示波器。

实验原理:一阶RC电路是由电阻和电容串联而成的电路。

当电路中加入直流电源时,电容会充电,电压逐渐增加;当电路中断电源时,电容会放电,电压逐渐减小。

通过实验可以观察到电容充放电的过程,了解电容对电路的影响。

实验步骤:1. 搭建一阶RC电路。

将电阻和电容串联,连接到电源和示波器上。

2. 调节电源输出电压,使电路中的电压逐渐增加。

3. 用示波器观察电容充电的过程。

记录电压随时间变化的波形。

4. 断开电源,观察电容放电的过程。

同样记录电压随时间变化的波形。

5. 测量电容充电和放电的时间常数。

实验结果:通过实验观察到了电容充电和放电的过程。

在充电过程中,电压逐渐增加,呈指数增长的趋势;在放电过程中,电压逐渐减小,同样呈指数减小的趋势。

测量得到电容充电和放电的时间常数分别为τ1和τ2。

实验分析:根据实验结果,可以得出以下结论:1. 一阶RC电路的充放电过程符合指数增长和指数减小的规律。

2. 电容充放电的时间常数τ与电阻R和电容C的数值有关,满足τ=RC的关系。

3. 电容充放电的时间常数τ决定了电路的响应速度,τ越小,响应速度越快。

结论:通过本次实验,我们深入了解了一阶RC电路的基本原理和特性,观察到了电容充放电的过程,并得到了电容充放电的时间常数。

这些实验结果对于我们进一步学习和应用电路理论具有重要的意义。

实验总结:本次实验通过搭建一阶RC电路,观察了电容充放电的过程,得到了电容充放电的时间常数,并对实验结果进行了分析和总结。

通过实验,我们对一阶RC电路有了更深入的理解,为今后的学习和实践奠定了基础。

一阶rc电路的研究实验报告

一阶rc电路的研究实验报告

一阶rc电路的研究实验报告一阶RC电路的研究实验报告引言:电路是电子学中最基础的研究对象之一。

而一阶RC电路是电子学中最简单的电路之一,也是初学者常常接触到的电路之一。

本实验旨在通过对一阶RC电路的研究,探究其特性和性能。

实验目的:1. 研究一阶RC电路的充放电过程;2. 探究电容和电阻对一阶RC电路性能的影响;3. 分析一阶RC电路的频率响应。

实验器材:1. 直流电源;2. 电阻箱;3. 电容;4. 示波器;5. 万用表;6. 连接线。

实验步骤:1. 搭建一阶RC电路:将电容和电阻按照实验电路图连接起来,确保电路连接正确无误。

2. 充电过程观察:将电源接通,记录电容器电压随时间的变化情况。

通过示波器观察电压波形,并记录相关数据。

3. 放电过程观察:断开电源,记录电容器电压随时间的变化情况。

通过示波器观察电压波形,并记录相关数据。

4. 改变电阻值:将电阻箱的阻值调整为不同数值,重复步骤2和步骤3,观察电容器电压随时间的变化情况,并记录相关数据。

5. 改变电容值:更换电容器,重复步骤2和步骤3,观察电容器电压随时间的变化情况,并记录相关数据。

6. 频率响应分析:将示波器连接到电阻上,通过改变输入信号频率,观察输出电压随频率的变化情况,并记录相关数据。

实验结果与分析:1. 充电过程观察:根据实验数据绘制电容器电压随时间的变化曲线,可以看出充电过程呈指数衰减趋势。

随着时间的增加,电容器电压逐渐接近电源电压。

2. 放电过程观察:根据实验数据绘制电容器电压随时间的变化曲线,可以看出放电过程也呈指数衰减趋势。

随着时间的增加,电容器电压逐渐趋近于零。

3. 改变电阻值:根据实验数据绘制不同电阻值下电容器电压随时间的变化曲线,可以观察到电阻值的变化对充放电过程的时间常数有影响。

电阻值增大时,充放电过程的时间常数增大,电容器充放电速度变慢。

4. 改变电容值:根据实验数据绘制不同电容值下电容器电压随时间的变化曲线,可以观察到电容值的变化对充放电过程的时间常数也有影响。

RC电路的过渡过程

RC电路的过渡过程

Experiment 4 Transient Process of RC CircuitI Objectives1. To Learn to use oscilloscope.2. To study the square wave responses of first-order circuits.II Apparatus and EquipmentsName Spec.Number1Two-channeloscilloscopeXJ432812Function generator EE1641D13ElementsR=510Ω, 1 kΩ, 2 kΩ, 3 kΩ, 10 kΩC=0.1μf, 0.3μf, 0.4μf, 1μf,3 μf, 10μf1III Preperations1. The rectangular pulse responses of a RC circuitFig.4-1 and Fig.4-2 are the rectangular pulses and a RC circuit respectively.Fig.4-1 Rectangular pulses Fig.4-2 RC circuitSupply the signal of rectangular pulses to the RC circuit, we get the responses shown in Fig.4-3 if the initial value of u C is zero. Obviously, RC circuit charges and discharges continuously. It’s the essence of pulse responses of RC circuit.2. Applications of a RC circuit(1) Differential circuit in Fig.4-4——when the parameters R and C make the time constant τ<<t p (the width of rectangular pulses), we can get the impulse responseμR shown in Fig.4-5.(2) Integral circuit in Fig.4-6——when the parameters R and C make the time constant of the circuitτ>>t p, we can get the response u C shown in Fig.4-7. The output voltageu C is approximately the integration of the input voltage u i.Fig.4-3Fig.4-4 RC differential circuit Fig.4-5 Response of the circuit Fig.4-4Fig.4-6 RC integral circuit Fig.4-7 Response of the circuitFig.4-6IV Lab Work1. Measure the peak values and periods of sinusoids produced by a function generator.2. Measure the magnitude, periods, and pulse width of square waves produced by a function generator.3. Measure the phase difference of two sinusoids.Supply the sinusoid u i (f =1kHz, U p-p =1V) to the circuit Fig.4-4, observe the voltage u i and u R with oscilloscope, measure the phase difference of them, and compare the magnitudes of them. The parameters are listed as follow:(1) R =1k Ω, C =0.1μf; (2) R =1k Ω, C =0.2μf; (3) R =2k Ω, C =0.1μf; (4) R =1k Ω, C =10μf.4. Study the transient process of a RC circuitSupply a square-wave signal (amplitude 4V, periods 4ms, and pulse width t w about 4ms) to the circuit Fig.4-6.(1) Observe the waveforms of u R , u C , and u i in the case τ=RC <w t 51; (2) Observe the waveforms of u i and u C simultaneously in the case τ=RC =(w t )51~31; (3) Observe the waveforms of u i and u C simultaneously in the case τ=RC >w t ; (4) Observe the waveforms of u i , u C , and u R simultaneously in the case τ=RC >w t ;V Preparations1. Reading and understanding the specification of two-channel oscilloscope XJ4328;2. Preparing the circuit parameters for lab work 4.VI Discussions1. Give the data measured and draw the waveforms observed;2. Analyze the effects of the circuit parameters on the square-wave responses in first-order circuits.实验四 RC电路的过渡过程一、实验目的1.学习使用XJ4328示波器显示波形和测量幅度、频率、相位的方法。

第二章电路实验-实验5

第二章电路实验-实验5

图 2.5.1
一阶电路
由方程
u C RC
初始值
du C 0 dt
t 0
uC 0 _ U S
可以得出在过渡过程中,电路中响应随时间变化规律如下:
uC (t ) uC 0 _ e (t 0)

t
iC (t )
u 0 _ u R (t ) C e (t 0) R R

1 e
图 2.5.3
一阶电路的零状态响应
3、 RC 一阶电路的全响应
电路在输入激励和初始状态共同作用下引起的响应称为全响应。 对应图 2.5.1 所示电路, 若电容两端已有初始电压 U 0 ,当 t 0 时开关 S 合向 a,则描述电路的微分方程为:
u C RC
初始值为:
duC US dt
图 2.5.4 所、暂态响应波形的观察
实验时,可根据响应的变化规律来确定实验方案。若其变化规律呈周期性(不用考虑波 形的形状) ,此时只要选取与响应频率相适应的示波器就可观察到其波形。记录下一个完整 的周期,也就得到了系统的解。 若响应是非周期的且不为定值(直流) ,如零状态响应,则此时分两种情况讨论。 (1)若响应变化缓慢(如几十毫秒或几秒)时,可选用长余晖慢扫描示波器对其进行 观测。然后用描点法或照相技术,获取图形即得其解。 实验时,阶跃信号可以用一直流稳压电源和一开关来产生(若用冲激信号激励,可和一 窄脉冲来近似) ,响应用慢扫描示波器来观测。如果用一台数字示波器来观察此类响应,问 题就简单多了(仿真软件中的虚拟示波器就是数字示波器) 。 (2)若响应的变化过程较快,仍用慢扫描示波器就观察不到响应波形,响应会一闪即 逝。解决办法是将非周期信号转化为周期信号。 电路响应从时间上可划分为暂态响应和稳态响应。稳态响应和激励具有相同的形式。激 励的形式一般是已知的,故稳态响应也是可知的,因此只要知道了电路的暂态响应,电路的 响应也就知道了。 为使非周期的响应过程周期性地重复出现,可用方波信号来代替阶跃信号。 对于 RC 一阶电路的方波响应,在电路的时间常数远小于方波周期时,视为零状态响应 和零输入响应的多次过程。 利用函数信号发生器输出的方波模拟阶跃激励信号, 方波的上升 沿相当于零状态响应的正阶跃激励信号,方波下降沿相当于零输入响应的负阶跃激励信号。 只要方波的 1/2 周期大于或等于阶跃响应暂态过程所经历的时间,则第一个方波还未结束, 响应的暂态过程就已经结束; 当第二个方波来到时, 系统已经处于和第一个方波开始时相同

一阶RC电路过渡过程的研究

一阶RC电路过渡过程的研究

实验7 RC电路的过渡过程一,实验目的:(一)研究一阶RC电路的阶越响应和零输入响应(二)研究连续方波电压输入时,RC电路的输出波形二,实验仪器设备:1、惠普数字记忆示波器HP54603B2、惠普直流稳压电源HPE3611A3、直流电路实验箱4、方波发生器三:实验内容注:实际的电路接法参考后面实验结果中的MULTISIM中的电路图。

(一)RC电路的过渡过程1.将直流稳压电源,电阻,电容串连。

R=100Kohm, C=20 µF, U=5.5V2. 观察Uc 波形,测定时间常数(1)观察充电波形(2)测量时间常数(3)观察放电波形3.更换电阻,使R=10Kohm, 重复以上步骤。

(二)连续方波电压输入时RC串联电路的过渡过程1.将方波发生器,电阻,电容串连。

C=5400 ρF, U=10V,周期为1ms,比率为50%分别观察R=10Kohm和R=100Kohm两种情况下的U和Uc的波形,并记录。

2.将上图中的R、C互换位置,分别观察R=10Kohm和R=100Kohm两种情况下的U和Uc 的波形,并记录。

(三) 研究脉冲分压器的过渡过程具体电路见仿真部分1.调节C1使U2为前后沿比较好的矩形波,记录此时的C1值。

2.改变C1的大小,观察U2波形的失真情况,研究C1的大小与U2波形失真的关系。

(四) 电容并联电路的过渡过程具体电路见仿真部分C1=C2=10µF,换路前K处于不接入状态,Uc1(0)=U=10V, Uc2(0)=0V, t=0时,开关K接入有效电路,即将C2接入。

观察换路前后,Uc1(t)的波形,并将结果画在方格纸上。

四.实验结果(一)RC电路的过渡过程1 R1=100kohm充电波形:5.5*63%=3.465,则:放电过程:2R2=10kohm5.5*63%=3.465, 则:放电过程:(二) 连续方波电压输入时RC串联电路的过渡过程1.(1) R=10kohm.(2) R=100kohm2.(1) R=10kohm.(2) R=100kohm(三) 研究脉冲分压器的过渡过程a=0%a=45%a=100%(四) 电容并联电路的过渡过程五.结果分析(一)RC电路的过渡过程通过图形发现:R1=100Kohm时,τ=2 .0s 理论记算: τ=RC=2sR2=10Kohm时, τ=0.2s与理论值相符(二) 连续方波电压输入时RC串联电路的过渡过程同时观察呢各自的充放电波形当τ<<T时,与τ与T相当时的Uc,Ur的波形与预习内容中的相符(三) 研究脉冲分压器的过渡过程当Uc形成较好的矩形波形图时, C=1250ρF *45%=562.5Ρf当C1/(C1+C2) < R2/(R1+R2)时, 即a=0%时,如图失真当C1/(C1+C2) > R2/(R1+R2)时, 即a=100%时,如图失真(四) 电容并联电路的过渡过程并联一个电容后,电压重新分配后,电容电压继续充电至10V.电压分配时由于C1=C2, 则依据电荷守恒分配,得电压值恰好为原来的一半,即5V.六.实验小结:这是我第一次通过软件模拟完成得实验.虽然原理不很复杂,但软件得操作也着实训练呢我们得另外一些能力.感觉上,这次实验加深呢我对RC电路的理解和认识.并且更重要的是,给我们一个新的方法和思路去对问题进行验证和思考.同时也提高了我对于MULTISIM这个很棒的软件的掌握.。

实验五--一阶RC电路的过渡过程实验

实验五--一阶RC电路的过渡过程实验

实验五一阶RC电路的过渡过程实验一、实验目的1、研究RC串联电路的过渡过程。

2、研究元件参数的改变对电路过渡过程的影响。

二、实验原理电路在一定条件下有一定的稳定状态,当条件改变,就要过渡到新的稳定状态。

从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变,而是需要一定的过渡过程(时间)的,这个物理过程就称为电路的过渡过程。

电路的过渡过程往往为时短暂,所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态,因而过渡过程又称为暂态过程。

1、RC电路的零状态响应(电容C充电)在图5-1 (a)所示RC串联电路,开关S在未合上之前电容元件未充电,在t = 0时将开关S合上,电路既与一恒定电压为U的电源接通,对电容元件开始充电。

此时电路的响应叫零状态响应,也就是电容充电的过程。

(a) (b)图5-1 RC电路的零状态响应电路及u C、u R、i 随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律,列出t 0时电路的微分方程为电容元件两端电压为其随时间的变化曲线如图5-1 (b) 所示。

电压u c按指数规律随时间增长而趋于稳定值。

电路中的电流为电阻上的电压为其随时间的变化曲线如图5-1 (b) 所示。

2、RC电路的零输入响应(电容C放电)在图5-2(a)所示, RC串联电路。

开关S在位置2时电容已充电,电容上的电压u C= U0,电路处于稳定状态。

在t = 0时将开关从位置2转换到位置1,使电路脱离电源,输入信号为零。

此时电容元件经过电阻R开始放电。

此时电路的响应叫零输入响应,也就是电容放电的过程。

(a) (b)图5-2 RC电路的零输入响应电路及u C、u R、i随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律,列出t >0时的电路微分方程为电容两端电压为其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。

它的初始值为U0,按指数规律衰减而趋于零。

τ= R C式中τ = RC,叫时间常数,它所反映了电路过渡过程时间的长短,τ越大过渡时间就越长。

电路中的电流为电阻上电压为其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。

  1. 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. 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. 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)。

实验五一阶RC电路的过渡过程实验一、实验目的1、研究RC串联电路的过渡过程。

2、研究元件参数的改变对电路过渡过程的影响。

二、实验原理电路在一定条件下有一定的稳定状态,当条件改变,就要过渡到新的稳定状态。

从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变,而是需要一定的过渡过程(时间)的,这个物理过程就称为电路的过渡过程。

电路的过渡过程往往为时短暂,所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态,因而过渡过程又称为暂态过程。

1、RC电路的零状态响应(电容C充电)在图5-1 (a)所示RC串联电路,开关S在未合上之前电容元件未充电,在t = 0时将开关S合上,电路既与一恒定电压为U的电源接通,对电容元件开始充电。

此时电路的响应叫零状态响应,也就是电容充电的过程。

(a) (b)图5-1 RC电路的零状态响应电路及u C、u R、i 随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律,列出t 0时电路的微分方程为电容元件两端电压为其随时间的变化曲线如图5-1 (b) 所示。

电压u c按指数规律随时间增长而趋于稳定值。

电路中的电流为电阻上的电压为其随时间的变化曲线如图5-1 (b) 所示。

2、RC电路的零输入响应(电容C放电)在图5-2(a)所示, RC串联电路。

开关S在位置2时电容已充电,电容上的电压u C= U0,电路处于稳定状态。

在t = 0时将开关从位置2转换到位置1,使电路脱离电源,输入信号为零。

此时电容元件经过电阻R开始放电。

此时电路的响应叫零输入响应,也就是电容放电的过程。

(a) (b)图5-2RC电路的零输入响应电路及u C、u R、i随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律,列出t >0时的电路微分方程为电容两端电压为其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。

它的初始值为U0,按指数规律衰减而趋于零。

τ=R C式中τ = RC,叫时间常数,它所反映了电路过渡过程时间的长短,τ越大过渡时间就越长。

电路中的电流为电阻上电压为其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。

3、时间常数τ在RC串联电路中,τ为电路的时间常数。

在电路的零状态(电容充电)响应上升到稳态值的63.2%所需要时间为一个时间常数τ,或者是电路零输入(电容放电)响应衰减到初始值的36.8%所需要时间[2]。

虽然真正电路到达稳定状态所需要的时间为无限大,但通常认为经过(3-5)τ的时间,过度过程就基本结束,电路进入稳态。

三、实验内容及步骤1、脉冲信号源在实际实验中,采用全数控函数信号发生器的矩形波形做为实验信号电源,由它产生一个固定频率的矩形波,模拟阶跃信号。

在矩形波的前沿相当于接通直流电源,电容器通过电阻充电。

矩形波后沿相当于电路短路,电容器通过电阻放电。

矩形波周期性重复出现,电路就不断的进行充电、放电。

在EWB 仿真实验中,选用Sources 元器件库里的时钟源(Clock )作为脉冲信号源,它可以产生用户设定的固定频率矩形波,起到实际实验中实验信号电源的作用。

在时钟源元器件属性(Clock Properties )对话框中,Value/Frequency 选项可改变时钟源发出方波的频率,Value/Duty cycle 选项可改变时钟源发出方波的占空比,Value/Voltage 选项可改变时钟源发出方波的电压幅值。

2、 示波器操作的简单介绍图5-3(a )示波器图标 图5-3(b )示波器面板从Instruments 元器件库中可调出示波器(Oscilloscope ),其图标如上图5-3(a )所示,该示波器是双通道的,其上的4个接线端分别是接地、触发、A 通道和B 通道。

若被测电路已经接地,那么示波器可以不再接地。

但在实际应用中常利用示波器的接地点以便于观测,例如:欲测电路中a 、c 两点间的电压波形和b 、c 两点间的电压波形(a 、b 、c 并非被测电路的接地点),则可将A 通道和B 通道分别接到被测电路的a 、b 两点上,示波器的接地点接到被测电路的c 点上,则仿真后在示波器面板上观测到的A 通道显示的波形即是被测电路a 、c 两点之间的电压波形,B 通道显示的波形即b 、c 两点间的电压波形,欲测任务也就完成了。

指针1处读数指针2处读数指针1、2处读数差面板恢复背景颜色ASC Ⅱ保存示波器的读数为峰值图5-3(c )示波器展开面板时基控制面板展开触发控制X 轴偏置Y 轴偏置外触发输入自动触发Y 轴输入方式鼠标双击示波器图标后得到示波器的面板如上图5-3(b)所示,各标识含义已在图中标明。

当点击“Expand”(面板展开)后,即可看到如图5-3(c)所示的示波器展开面板。

该扩展面板与原面板上可设置的主要参数有:(1)时基(Time Base)设置范围:0.10ns~ls/Div时基设置用于调整示波器横坐标或X轴的数值。

为了获得易观察的波形,时基的调整应与输入信号的频率成反比,即输入信号频率越高,时基就应越小,一般取输入信号频率的1/3~1/5较为合适。

(2)X轴初始位置(X-Position)设置范围:-5.00~5.00该项设置可改变信号在X轴上的初始位置。

当该值为0时,信号将从屏幕的左边缘开始显示,正值从起始点往右移,负值反之。

(3)工作方式(Axes Y/T,A/B,B/A)Y/T工作方式用于显示以时间(T)为横坐标的波形;A/B和B/A工作方式用于显示频率和相位差,如李沙育(Lissajous)图形,相当于真实示波器上的X-Y或拉Y工作方式。

也可用于显示磁滞环(Hysteresis Loop)。

当处于A/B工作方式时,波形在X轴上的数值取决于通道B的电压灵敏度(V/Div)的设置(B/A工作方式时反之)。

若要仔细分析所显示的波形,应在仪器分析选项中选中“每屏暂停”(Pause after each screen)方式,要继续观察下一屏,可单击工作界面右上角的“Resume”框,或按F9键。

(4)电压灵敏度(Volts per Division)设置范围:0.01mV/Div~5kV/Div该设置决定了纵坐标的比例尺,当然,若在A/B或B/A工作方式时也可以决定横坐标的比例尺。

为了使波形便于观察,电压灵敏度应调整为合适的数值。

例如,当输入一个3V 的交流(AC)信号时,若电压灵敏度设定为1V/Div,则该信号的峰值显示在示波器屏幕的顶端。

电压灵敏度的设定值增大,波形将减小;设定值减小,波形的顶部将被削去。

(5)纵坐标起始位置(Y Position)设置范围:-3.00~3.00该设置可改变Y轴起始点的位置,相当于给信号迭加了一个直流电平。

当该值设为0.00时,Y轴的起始点位于原点,该值为 1.00时,则表示将Y轴的起始点向上移一格(oneDivision),其表示的电压值则取决于该通道电压灵敏度的设置。

改变通道A和通道B 的Y轴起始点的位置,可使两通道上的波形便于观察和比较。

(6)输入耦合(Input Coupling)可设置类型:AC,0,DC当置于AC耦合方式时,仅显示信号中的交流分量。

AC耦合是通过在示波器的输入探头中串联电容(内置)的方式来实现的,像在真实的示波器上使用AC耦合方式一样,波形在前几个周期的显示可能是不正确的,等到计算出其直流分量并将其去除后,波形就会正确地显示。

当置于DC耦合方式时,将显示信号中交流分量和直流分量之和。

当置于0时,相当于将输入信号旁路,此时屏幕上会显示一条水平基准线(触发方式须选择AUTO)。

(7)触发(Trigger)①触发边沿(Trigger Edge)若要首先显示正斜率波形或上升信号,可单击上升沿触发按钮;若要首先显示负斜率波形或下降信号,可单击下降沿触发按钮。

②触发电平(Trigger Level)设置范围:-3.00~3.00触发电平是示波器纵坐标上的一点,它与被显示波形一定要有相交点,否则屏幕上将没有波形显示(触发信号为AUTO 时除外)。

③ 触发信号(Trigger )内触发:由通道A 或B 的信号来触发示波器内部的锯齿波扫描电路。

外触发:由示波器面板上的外触发输入口(位于接地端下方)输入一个触发信号。

如果需要显示扫描基线,则应选择AUTO 触发方式。

(8)面板扩大(Expand )按下面板上的Expand 按钮可将示波器的屏幕扩大。

若要记录波形的准确数值,可将游标1(通道A )或游标2(通道B )拖到所需的位置,时间和电压的具体测量数值将显示在屏幕下面的方框里。

根据需要还可将波形保存(所有文件名为 *.SCP ),用于以后的分析。

Reverse 键用来选择屏幕底色,按下Reduce 键可恢复原状态。

双通道示波器用于显示电信号大小和频率的变化,也可用于两个波形的比较。

当电路被激活后,若将示波器的探头移到别的测试点时不需要重新激活该电路,屏幕上的显示将被自动刷新为新测试点的波形。

为了便于清楚地观察波形,建议将连接到通道A 和通道B 的导线设置为不同的颜色。

无论是在仿真过程中还是仿真结束后都可以改变示波器的设置,屏幕显示将被自动刷新。

若示波器的设置或分析选项改变后,需要提供更多的数据(如降低示波器的扫描速率等),则波形可能会出现突变或不均匀的现象,这时需将电路重新激活一次,以便获得更多的数据。

也可通过增加仿真时间步长(Simulation Time Step )来提高波形的精度。

图5-4 RC 过渡过程电路图 图5-5 RC 过渡过程EWB 仿真实验电路图如图5-4所示,在本实验中,当信号源发出的方波由低电平向高电平跳变时,电路发生零状态响应,通过示波器可以观测到U R 、U C 的波形;当信号源发出的方波由高电平向低电平跳变时,电路发生零输入响应,同样可通过示波器观测U R 、U C 的波形。

若观测到的两组波形符合R 、C 零状态、零输入响应的理论波形(可与前述实验原理部分对照),则该实验测量部分即成功完成。

3、实验步骤(1) 打开EWB 软件,选中主菜单Circuit/Schematic Options/Grid 选项中的Show grid ,使得绘图区域中出现均匀的网格线,并将绘图尺寸调节到最佳。

(2) 在Sources 元器件库中调出1个Ground (接地点)和1个Clock (时钟源)器件,从Basic元器件库中调出1个Resistor (电阻)和1个Capacitor (电容)器件,最后从Instruments 元器件库中调出Oscilloscope (示波器)器件,按图5-5所示排列好。

(3)双击Clock(时钟源)器件,得到其对应的元器件属性(Clock Properties)对话框,在Value/Frequency里修改信号源发出方波的频率,本实验频率选择默认的1000Hz;在Value/Duty cycle里修改方波的占空比,本实验选择默认的50%;在Value/V oltage里修改方波电压的幅值,本实验选择2V。

相关文档
最新文档