rc串联电路

实验内容：

一、 对于RC 串联电路输入不同频率的方波，电容、电阻输出情况。 二、 10V 直流下如果含有20mv 交流如何测量 三、 如图：

所示信号发生器给予10V 直流或10V 交流（要求不同频率下的正弦、方波三角波信号）电流值为多少。

实验一：对于RC 串联电路输入不同频率的方波，电容、电阻输出情况。

预习实验：

分析电路的传递函数，令RC =τ

)(11

)(11)(11

)(s U s s U RCs s U R sC

sC s U C +=+=+=τ

令ωj s =，则=)(ωj U C )(1

1ωωτj U j +

当1<<ωτ即τ

ω1

<<

时，)()(ωj U s U C ≈，即低频时电路可看成是比例电路，输出信

号与输入信号基本一致；当1>>ωτ即τ

ω1

>>时，)(1)(ωωτ

ωj U j j U C ≈

，即高频时电

路可看成是积分电路

基本RC 串联电路

R

sC

1 )(s U

)

(s U C )(s U R

)

(1)(1)(1)(s U s

s U s

RC RC s U R sC

R s U R +

=

+

=

+=

ττ

，令

ω

j s =，则

=

)(ωj U R )(1ωω

ττ

j U j +

当1<<ωτ即τ

ω1

<<

时，)()(ωωj U j s U R ≈，即低频时电路可看成是微分电路；当

1>>ωτ即τ

ω1

>>时，)()(ωωj U j U C ≈，即高频时电路可看成是比例电路，输出信号与

输入信号基本一致

（以上内容为预习后摘抄）

主要实验器材：

数字的信号发生器、数字示波器、1k Ω电阻、0.01μF 电容（103） 经计算：s 0001.0=τ，

s rad /0001001

=τ

，即f=15923.567HZ

理论分析：

对于低通电路，即RC 串联两端信号，当输入频率f 远小于1592.356HZ 时，为比例电路，远大于时为积分电路；

对于高通电路，即RC 并联两端信号，当输入频率f 远小于1592.356HZ 时，为微分电路，远大于时为比例电路；

实验过程（结果）：

黄色线输入，蓝色线输出

低通电路：

即测量串联RC 电容两边信号

图一：100HZ 图二2000HZ 图三：7000HZ

图四：8000HZ 图五：11KHZ 图六：14KHZ

图七：25KHZ

图八：40KHZ

分析：

当f=100HZ时，远小于15923.567HZ，输入输出波形基本保持不变，体现了低通电路的低频比例特性，当频率逐渐接近8000HZ随着输入“1”的到来电容充电至接近充满，随着“-1”到来，电容放电至接近放完，如此周而复始，如图四；随着频率继续增大，我发现输出波形的幅度慢慢变小了，可以知道随着输入“1”的到来，电容未充满，“-1”就到来了，电容开始放电，如此周而复始，如图七；当频率远大于15923.567HZ是，如图八，体现了低通电路高频的积分性质。

高通电路：即测量串联RC电阻信号

（如下图形测量采取探头x10测量）

（实验不足之处：如下有些图Ch2与Ch1幅度单位不统一,降低了可比性）

图一：100HZ 图二：2000HZ 图三：7000HZ

图四：8000HZ 图五：11KHZ 图六：14KHZ

图七：25KHZ

图八：40KHZ

图九 10MHZ

分析：

当f=100HZ时，远小于15923.567HZ，如图一，体现了高通电路低频的微分性质，当f=10MHZ时，远大于15923.567HZ时，如图九，体现了了高通电路高频的比例性质，其他频率图像与相应频率的低频电路互补。

体会：

作为第一个实验内容，可谓困难重重，但也在实验的过程中进一步学习使用了万用表、示波器、信号发生器。实验过程遇到如下问题：输入输出该出现不一样的地方，显示一样，后来发现是示波器，测量的元器件的测量线，方向错了，倒过来试试就行了。未解决问题：能否通过理论计算，计算出究竟在哪个频率下，电容刚好冲完电

实验二

实验器材：数字信号发生器，直流电压发生器，示波器

实验数据：

○1直流电压发生器产生10v电源（经万用表测量）

○2信号发生器产生，20mvpp，频率为20KHZ的信号

测量方法：

将10v直流与20mvpp交流串联，分别用示波器的直流耦合测量，和交流耦合测量，其测量结果如下图：

分析：

示波器中有两个档位：直流耦合档，交流耦合档。直流耦合档下，可测量出直流分量，交流耦合下，可测量出交流信号。

未解决问题：本实验是在20KHZ下测量得出的结果，而稍低一些的频率下，示波器博不能很好地的显示交流波形。那么该如何测量。自我感觉，将10v大小的电源直接连结示波器，会不会对其造成损害。学生不才，请教更好的测量方法。

实验三：

实验器材：

数字信号发生器，直流电压发生器，110Ω电阻,万用表

实验过程（结果）：

1、

○1直流电压发生器产生10v电源（经万用表测量为10.44v）

○2信号发生器产生，10vpp