实验二 一阶电路响应的研究
二阶动态电路的响应实验报告
二阶动态电路的响应实验报告
《二阶动态电路的响应实验报告》
实验目的：
本实验旨在通过对二阶动态电路的响应进行实验，探究电路在不同输入信号下的响应特性，以及对电路参数的影响。
实验原理：
二阶动态电路是由两个一阶电路级联而成，通常由两个电容和两个电阻组成。
在输入信号作用下，电路会产生振荡响应，并且响应的频率和幅度受到电路参数的影响。
实验步骤：
1. 搭建二阶动态电路实验电路，包括两个电容和两个电阻，并连接信号发生器和示波器。
2. 调节信号发生器的频率和幅度，记录不同频率下电路的响应波形。
3. 改变电路参数，如电容和电阻的数值，再次记录不同参数下的响应波形。
实验结果：
通过实验观察和记录，我们发现在不同频率下，电路的响应波形呈现出不同的振荡特性，频率越高，振荡周期越短，幅度越小。
同时，改变电路参数也会对响应波形产生影响，电容和电阻的数值变化会导致振荡频率和幅度的变化。
实验结论：
通过本实验，我们深入了解了二阶动态电路的响应特性，以及电路参数对响应的影响。
这对于我们在实际工程中设计和调试电路时具有重要的指导意义，也为我们进一步深入学习电路理论打下了坚实的基础。
总结：
本实验通过实际操作和数据记录，深入探究了二阶动态电路的响应特性，为我们理解电路的振荡特性和参数调节提供了直观的实验结果。
同时，也为我们今后的学习和工作提供了宝贵的经验和启示。
一阶电路和二阶电路的动态响应.
电路的全响应:u c (t=U 0e -t/RC +U s (1-e -t/RC (t>=0 (1零输入响应u c (t=U 0e -t/RC (t>=0
输出波形单调下降。当t=τ=RC时, u c (τ=U 0/e=0.368U 0,τ成为该电路的时间常数。(2零状态响应u c (t=U s (1-e -t/RC u(t
u L
t m
U 0
① C
L
R 2>,响应是非振荡性的,称为过阻尼情况。
响应曲线如图所示②C
L R 2
= ,响应临界振荡,称为临界阻尼情况。响应曲线如
③C
L R 2<,响应是振荡性的,称为欠阻尼情况。响应曲线如图
U 0
二阶电路的欠阻尼过程
④当R =0时,响应是等幅振荡性的,称为无阻尼情况。响应曲线如图
随着输入信号的频率升高,输出信号稳定所需时间越来越短,输出信号的幅度值越来越小。一阶RC电路的时间常数越大传输速率越小。
2、用Multisim研究二阶电路的动态特性
(1实验电路
(2初始条件、电感及电容的值如图所示,t=0电路闭合。计算临界阻尼时的R值。并分别仿真R1=R/3、R和3R三种情况下电容上的电压,在同一张图上画出输入及三种情况的输出响应曲线。说明各属于什么响应(欠阻尼、临界及过阻尼。
经计算得临界阻尼R=632.46欧
R/3欠阻尼状态R临界阻尼状态3R过阻尼状态
(3从(2的仿真曲线上分别测量出电容上的电压相对误差小于1%所需要的时间。定性说明哪种响应输出最先稳定?哪种响应输出稳定最慢?
由图知所需时间为460.1266微秒
由54.0146微秒临界阻尼状态响应最先稳定过阻尼状态响应的最后稳定（4）输入频率为500Hz、占空比为50%、振幅为10V的时钟信号，仿真电阻R1=R/3、R和3R三种情况下电容上的输出电压波形（3个周期），在同一张图中画出输入信号和输出信号三条曲线，根据仿真曲线，说明在同样的误差范围，哪种电路传输的信号速率最高？哪种电路传输的信号速率最低？
一阶电路的响应测试实验报告
一阶电路的响应测试实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解一阶电路的响应特性，包括零输入响应、零状态响应和全响应，并通过实际测量和数据分析来验证相关理论知识。
二、实验原理一阶电路是指只含有一个储能元件（电感或电容）的线性电路。
在一阶电路中，根据电路的初始状态和外加激励的不同，可以产生不同的响应。
零输入响应是指在没有外加激励的情况下，仅由电路的初始储能所引起的响应。
对于由电阻和电容组成的一阶 RC 电路，当电容初始电压为＼（U_0\），放电过程中电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的变化规律为＼（u_C(t) ＝ U_0 e^｛＼frac{t}｛RC}｝＼）。
零状态响应是指在电路初始储能为零的情况下，仅由外加激励所引起的响应。
对于一阶 RC 电路，在充电过程中，电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的变化规律为＼（u_C(t) ＝ U(1 e^｛＼frac{t}｛RC}｝）＼），其中＼（U\）为外加电源的电压。
全响应则是电路的初始储能和外加激励共同作用所产生的响应，可以看作零输入响应和零状态响应的叠加。
三、实验设备与器材1、示波器2、信号发生器3、电阻、电容4、实验面包板5、导线若干四、实验步骤1、按照实验电路图在面包板上搭建一阶 RC 电路，选择合适的电阻值＼（R\）和电容值＼（C\）。
2、首先进行零输入响应测试。
给电容充电至一定电压＼（U_0\），然后断开电源，用示波器观察并记录电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的变化曲线。
3、接着进行零状态响应测试。
将电容放电至零初始状态，然后接通电源，用示波器观察并记录电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的上升曲线。
4、最后进行全响应测试。
给电容充电至某一初始电压，然后接通电源，观察并记录电容电压＼（u_C(t)＼）的变化曲线。
五、实验数据记录与处理1、零输入响应记录的电容电压下降曲线显示，在初始时刻电容电压为＼（U_0 ＝ 5V\），经过一段时间后，电压逐渐下降。
一阶电路的响应实验报告
一阶电路的响应实验报告一阶电路的响应实验报告引言：在电子学中，一阶电路是最基础也是最常见的电路之一。
它由一个电容器或一个电感器和一个电阻器组成，可以用来实现信号的滤波、放大和延时等功能。
本实验旨在通过实际操作，观察和分析一阶电路的响应特性，进一步加深对电路原理的理解。
实验目的：1. 理解一阶电路的基本结构和工作原理；2. 掌握测量电路的响应时间和频率特性的方法；3. 分析电路的响应特性，并与理论计算结果进行比较。
实验器材和仪器：1. 信号发生器2. 示波器3. 电阻箱4. 电容器5. 电压表6. 电流表7. 连接线实验步骤：1. 搭建一阶低通滤波电路，将信号发生器的输出与电路的输入相连，电路的输出与示波器相连。
2. 将信号发生器的频率设置为1000Hz，幅度设置为2V。
3. 通过调节电阻箱的阻值，观察电路的输出波形，并记录示波器上的数据。
4. 重复步骤3，将信号发生器的频率分别设置为500Hz、2000Hz和5000Hz，记录相应的数据。
5. 将电容器和电阻器的位置互换，重新进行实验，得到相应的数据。
实验结果与分析：在实验过程中，我们记录了不同频率下电路的输出波形和示波器上的数据。
根据这些数据，我们可以绘制出电路的幅频响应曲线和相频响应曲线。
幅频响应曲线展示了电路对不同频率信号的响应情况。
通过观察曲线，我们可以看出电路的截止频率和增益衰减情况。
在低频情况下，电路的增益较高，随着频率的增加，增益逐渐下降。
当频率接近截止频率时，电路的增益急剧下降，无法通过高频信号。
这是由于电容器和电阻器的作用共同导致的。
相频响应曲线展示了电路对不同频率信号的相位差情况。
通过观察曲线，我们可以看出电路对不同频率信号的延时情况。
在低频情况下，电路的延时较小，随着频率的增加，延时逐渐增加。
当频率接近截止频率时，电路的延时达到最大值。
这是由于电容器和电阻器的充放电过程导致的。
实验中，我们还发现了一些异常现象。
当电容器和电阻器的位置互换时，电路的响应特性发生了明显的变化。
实验二——一阶系统的时域响应及参数测定
实验二 一阶系统的时域响应及参数测定实验指导说明书一、实验目的1．了解双闭环不可逆直流调速系统的原理、组成及主要单元部件的作用。
2．掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤、方法及参数的测定。
3．研究调节器参数对系统动态性能的影响二、实验内容1．理论设计：根据所学的理论知识和实践技能，了解带转速微分负反馈的双闭环V-M 调速系统的基本原理，解决积分调节器的饱和非线性问题；采用工程设计方法设计一个带转速微分负反馈的双闭环直流调速系统(含主电路和控制电路,选择的元器件，系统的电气原理图)。
2．仿真实践：根据所设计系统，利用MATLAB/Simulink 建立各个组成部分相应的数学模型，并对系统仿真模型进行综合调试，分析系统的动态性能，并进行校正，得出正确的仿真实验波形和合适控制器参数，为搭建实际系统提供参考。
三、实验步骤四、附录1001()101000.1110.1s s s sφ==⨯++ 参数：惯性环节的时间常数T=0.1S 域响应：C(S)=R(S)⨯()s φR(S) 反拉普拉斯变换t 域响应：()c t =1L -（C(S)）()-10()()()(1)101r t =,()0,<0100110011()10100101010.1(t)=10(1-e )t C S R S S R S t S S C S S S S S S Sc φ=≥⎧=⎨⎩⎛⎫=⋅==- ⎪++⎝⎭+输入信号是单位阶跃函数，t （）一阶系统的时域响应：任务：（1）在单位阶跃信号作用下，求取一阶系统的输出响应;设置不同的参数，分析系统输出响应。
（2）在单位斜坡信号作用下，求取一阶系统的输出响应；设置不同的参数，分析系统输出响应。
技巧：建立自控系统的模型，首先必须掌握控制系统的工作原理，并根据工作原理建立系统的动态结构方框图，依此建立系统的控制模型。
在单位阶跃作用下，R(S)=1/S,C(S)=101101010()()()0.1()0.110.10.1110110100.1110()101()10()100101(1)1011010tC S R S S S S S S s s s s c t t e t c t c φ-===-++=-=-++=-→∝∝=-===⨯-⨯=。
Rc一阶电路的响应测试和二阶电路的响应测试研究
华北电力大学实验报告||实验名称课程名称||专业班级：学生姓名：学号：成绩：指导教师：实验日期：（实验报告如打印，纸张用A4，左装订；页边距：上下2.5cm,左2.9cm, 右2.1cm；字体：宋体小四号，1.25倍行距。
）验证性、综合性实验报告应含的主要内容：一、实验目的及要求二、所用仪器、设备三、实验原理四、实验方法与步骤五、实验结果与数据处理六、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见）七、所附实验输出的结果或数据设计性实验报告应含的主要内容：一、设计要求二、选择的方案三、所用仪器、设备四、实验方法与步骤五、实验结果与数据处理六、结论（依据“设计要求”）七、所附实验输出的结果或数据* 封面左侧印痕处装订一阶RC电路和二阶RC电路响应的研究一、实验目的1．测量RC一阶电路的零输入响应，零状态响应及全响应。
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．学习用实验的方法来研究二阶动态电路的响应，了解电路元件参数对二阶电路响应的影响。
5．观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点，以加深对二阶电路响应的认识与理解。
RS时间常数不一样，曲线衰减的快慢也不一样。
二、原理说明(1) 一阶RC 电路时间常数的测量S(t = 0)R时间常数不一样，曲线衰减的快慢也不一样。
m为0.632U所对应的时间轴上的格数；n为周期T所对应的时间轴上的格数；m为0.632U所对应的时间轴上的格数；n为周期T所对应的时间轴上的格数；n（2）微分电路、积分电路与响应波形①微分电路与响应波形i若时间常数满足τ<<T/2，且uR<<uC，则输出电压uR和输入电压us的微分近似成正比。
微分电路的输出波形为正负相间的尖脉冲τ微分电路一定要满足<<T/2条件，一般取若R与C已选定，则取输入信号的频率f<1/10。
二阶电路响应的研究实验报告
二阶电路响应的研究实验报告摘要：本实验通过对二阶电路的响应进行研究，以深入了解二阶电路的工作原理和性质。
实验中通过利用示波器观察RC电路和RLC电路的频率响应曲线、计算共振频率和带宽等参数。
数据结果表明，当电路达到共振频率时，电路在谐振时的电压幅度最大，而带宽与电路的阻抗相关。
本次实验结论将有助于加深学生对于二阶电路的认识和理解，进一步提高本专业同学对于微电子学科的综合素质。
关键词：二阶电路；共振频率；带宽；频率响应曲线Introduction:二阶电路是指电路中包含了两个存储元件的线性电路。
存储元件可以是电容、电感或共同组成的电容电感（LC）元件，具有强烈的共振特性。
二阶电路在电子工程学科中具有重要意义，可以广泛应用于无线电、通信和信号处理等各种领域。
深入了解二阶电路的工作原理和性质是非常重要的。
本实验旨在通过研究二阶电路的响应，通过实验数据结果对二阶电路进行深入的分析，包括共振频率、带宽等参数。
实验结果将有助于加深学生对于二阶电路的认识和理解。
Experimental content:在实验中，我们分别通过示波器对RC电路和RLC电路进行了测量，计算了两个电路的共振频率和带宽。
在RC电路中，我们通过更改电阻和电容的数值，观察了频率响应曲线的变化。
在RLC电路中，我们将电路带入谐振状态并观测该状态下的电压幅度。
详细实验步骤如下：1. RC电路的实验：步骤1.1：所需器材：函数发生器、示波器、电阻器、电容器。
步骤1.2：根据电路图连cct，将电路接上函数发生器和示波器，以观察RC电路的响应曲线，并进行录像记录。
步骤1.3：逐渐调整函数发生器的频率，观测并记录RC电路的响应曲线，包括电压和相位。
记录下不同电容值对响应曲线的影响。
步骤1.4：通过观察响应曲线，计算出RC电路的共振频率和带宽。
步骤2.4：通过观察响应曲线，将RLC电路带入谐振状态，并记录下谐振状态下电压幅度的大小。
Results and analysis:实验结果表明，在RC电路中，随着电容值的不断增大，电路的共振频率也随之而增大。
实验二 一阶电路响应的研究
实验二一阶电路响应的研究一、实验目的1、研究一阶电路的零输入、零状态响应及完全响应的变化规律和特点。
2、了解时间常数对响应波形的影响及积分、微分电路的特性。
二、原理说明1、凡是能用一阶微分方程来描述的电路称为一阶电路，线性电路的瞬态响应又分为零输入、零状态响应和完全响应。
当初始条件为零而仅由初始状态引起的响应称“零状态响应”。
激励为零而仅由初始状态引起的响应称“零输入响应”。
初始状态与激励共同作用而引起的响应为“完全响应”，它等于零状态和零输入响应之和。
零输入响应是由回路参数和结构决定的，一阶电路的零输入响应总是按指数规律衰减的，衰减的快慢决定于回路的时间常数τ。
在RC电路中τ=RC，在RL回路中τ=L/R。
改变元件的参数值，可获得不同的时间常数，由此改变衰减速率，以满足电路特性的要求。
2、瞬态响应是十分短暂的单次变化过程。
它在瞬间发生而又很快消失，所以观察这一过程是比较困难的。
为了便于观察测量，实验采用方波信号来代替单次接通的直流电源，而使单次变化过程重复出现。
方波信号源的作用如图2-1虚线框内部分。
K的动作频率等于方波信号频率的2倍。
可见，要求方波周期T与电路时间常数τ满足一定的关系，所观察到的响应性质即与单次过程完全相同。
三、预习要求和练习1、定性画出周期方波作用下的一阶RC电路波特图：①τ>>T/2(3-5)信号积分电路；②τ<<T/2（3-5）信号微分电路；③τ=T/2三种情况下，瞬态响应波形，并确定何处为零输入响应、零状态响应和完全响应。
2、按实验任务1中确定的各元件参数值，计算电路的时间常数τ与输出方波周期T进行比较。
哪组是积分电路、哪组是微分电路。
四、实验任务1、信号源输入方波，幅度Vp-p=2V,频率f=5KHz。
按图2-1接线，观察并定量描绘RC、RL电路在下述参数值时，各元件两端的电压波形即波特图。
①R=1kΩC=0.01uF②R=1kΩC=0.1uF③R=3kΩC=0.1uF④R=1kΩL=10mH⑤R=100ΩL=10mH2、上述各组参数中哪组是微分电路、哪组是积分电路？并在微分电路状态下，测量时间常数τ值。
一阶电路和二阶电路的动态响应.
R
2=
α自由振荡角频率(固有频率LC
10=ω (1零输入响应
动态电路在没有外施激励时,由动态元件的初始储能引起的响应,称为零输入响应。
属于零状态响应到3V所用时间为91.8071u
属于零输入响应到3V所用时间为51.3782u
属于全响应到3V所用时间为40.8529u
(3写出三种情况下电容电压随时间的函数表达式,并分别计算出电容电压为3V时的时间。
Uc=5*(1-e^(-t*10^8电压为3V所用时间为:91.6291us
Uc=5*e^(-t*10^8电压为3V所用时间为:51.0862us
1、一阶电路的动态响应
电路的全响应:u c (t=U 0e -t/RC +U s (1-e -t/RC (t>=0 (1零输入响应u c (t=U 0e -t/RC (t>=0
输出波形单调下降。当t=τ=RC时, u c (τ=U 0/e=0.368U 0,τ成为该电路的时间常数。(2零状态响应u c (t=U s (1-e -t/RC u(t
由仿真可知，在同样误差允许范围内R越大信号传输速率越低R越小信号传输速率越高四、实验总结通过此次实验对以下几个方面有了深刻体会：1、对Multisim软件中函数发生器、示波器和波特图仪的使用方法及Transient Analysis等仿真分析方法有了更深了解；2、深刻理解和掌握了零输入响应、零状态响应及全响应3、深刻理解欠阻尼、临界、过阻尼的意义4、初步对实验内容与实际问题结合有了认识。应用实验内容解释定时功能等；5、对二阶电路的一些特性有了了解，例如：随着输入信号的频率升高，输出信号稳定所需时间越来越短，一阶RC电路的时间常数越大传输速率越小，在同样误差允许范围内R越大信号传输速率越低R越小信号传输速率越高。
二阶动态电路响应的研究实验报告
二阶动态电路响应的研究实验报告二阶动态电路响应的研究实验报告引言：在电路研究中，二阶动态电路是一种常见的电路结构，它具有较为复杂的响应特性。
本实验旨在通过实际的电路搭建和测量，研究二阶动态电路的响应特性，并探讨其在实际应用中的意义。
实验原理：二阶动态电路是由两个电容和两个电感组成的电路结构，其基本原理是通过电容和电感的相互作用，实现信号的放大、滤波和频率选择。
在本实验中，我们将搭建一个基于二阶动态电路的低通滤波器，通过调节电容和电感的数值，研究其对输入信号的响应。
实验步骤：1. 搭建电路：根据实验原理，我们按照电路图搭建了一个二阶动态电路。
电路包括两个电容、两个电感和一个电阻，其中电容和电感的数值可以根据实验需求进行调节。
2. 输入信号：我们选择了一个正弦波作为输入信号，并将其连接到电路的输入端口。
3. 测量输出：通过连接示波器，我们可以实时观察到电路的输出信号，并记录下其振幅、频率和相位等参数。
4. 调节电容和电感：在测量输出信号的过程中，我们逐步调节电容和电感的数值，观察其对输出信号的影响，并记录下相应的参数变化。
5. 数据分析：通过实验数据的统计和分析，我们可以得到二阶动态电路的响应特性曲线，并探讨其在不同频率下的变化规律。
实验结果：通过实验测量和数据分析，我们得到了二阶动态电路的响应特性曲线。
在低频信号下，电路对输入信号的放大倍数较大，且相位变化较小；而在高频信号下，电路对输入信号的放大倍数逐渐减小，且相位变化较大。
这一结果与我们的预期相符，说明二阶动态电路在频率选择和信号放大方面具有较好的性能。
讨论与应用：二阶动态电路的研究在电路设计和信号处理领域具有重要的意义。
通过研究其响应特性，我们可以了解电路对不同频率信号的处理能力，从而优化电路设计和信号处理算法。
此外，二阶动态电路还广泛应用于音频信号处理、通信系统和控制系统等领域，对于提高系统性能和抑制干扰具有重要作用。
结论：通过本次实验，我们研究了二阶动态电路的响应特性，并探讨了其在实际应用中的意义。
一阶电路的响应测试实验内容
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5.1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5.2），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5.1 矩形脉冲电压波形图5.2 RC串联电路图1. RC一阶电路的零状态响应+u C=U m，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。
电路的微分方程为：RC du Cdt其解为u C(t)=U m(1−e−tτ) (t≥0)，式中，τ＝RC为该电路的时间常数。
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+u C=0，其解为u C(t)=U m e−tτ。
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 CdtRC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5.3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1−1（约0.632）倍时所需要的时间e即是时间常数τ。
如图5.3（a）所示，用示波器观测响应波形，取上升曲线中波形幅值的0.632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。
实验二 一阶系统的时域响应及参数测定
第 1 页实验二 一阶系统的时域响应及参数测定一、实验目的(1)观察一阶系统在单位阶跃和斜坡输入信号作用下的瞬态响应。
(2)根据一阶系统的单位阶跃响应曲线确定系统的时间常数。
二、实验设备序号 型 号备注1DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2DJK15控制理论实验挂箱或DJK16控制理论实验挂箱3双踪超低频慢扫描示波器 4万用表三、实验线路及原理图2-1为一阶系统的模拟电路图。
由该图可知io=i1-i2根据上式，画出图2-2所示的方框图，其中T=R0C。
图2-1 一阶系统模拟电路图CSu CS uR u R oooo /1R u/1uo i −=Δ−=−即o第 2 页由图2-2得:eT1-O O i -1(t)u , /111)1(1(S) U , /1)( 1(t),(t)u 11)()( t i o i TS S TS S S S U TS S U S U =+−=+===+=得取拉氏反变换则系统的输出为即令图2-3为一阶系统的单位阶跃响应曲线。
当t T =时，1()10.632C T e −=−=。
这表示当()C t 上升到稳定值的63.2%时，对应的时间就是一阶系统的时间常数T ，根据这个原理，由图2-3可测得一阶系统的时间常数T 。
由上式（1）可知，系统的稳态值为1，因而该系统的跟踪阶跃输入的稳态误差0ess =。
当2/1)(s s U i =则 TS TS T S T S S T TS S s U /11)/1(/1)1(1)(2220++−=+=+=所以TTeT t t U 10)(−+−=这表明一阶系统能跟踪斜坡信号输入，但有稳态误差存在，其误差的大小为系统的时间常数T。
图2-2t图2-3四、思考题(1)一阶系统为什么对阶跃输入的稳态误差为零，而对单位斜坡输入的稳态误差为T？(2)一阶系统的单位斜坡响应能否由其单位阶跃响应求得？试说明之。
五、实验方法(1)根据图2-1所示的模拟电路，调整R0和C的值，使时间常数T=1S和T=0.1S。
“一阶动态电路的响应测试2”实验报告
“一阶动态电路的响应测试2”实验报告一、实验目的1．熟悉一阶电路的微分电路和积分电路的方波响应。
2．再次学习和熟悉示波器的使用方法。
二、实验仪器1．示波器一台2．0.1μF的电容一个4．1kΩ电阻一个5．信号发生器一个6．导线若干7．面包板一个三、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时，电路参数：R=1K，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，Vp-p=5V。
四、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。
1．RC电路的方波响应动态电路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。
RC串联电路零状态响应和零输入响应的多次过程如图9--1所示。
方波的前沿相当于给电路一个阶跃输入，其响应就是零状态；方波的后沿相当于在电容具有初始值uC(0-)时把电源用短路置换，这时电路响应转换成零输入响应。
2．时间常数的测定时间常数是反映过渡过程快慢的物理量。
值越大，暂态响应所持续的时间越长，即过渡过程的时间越长；反之，值越小，过渡过程的时间越短。
τ值可由公式τ =RC算得，而当电路参数未知时，则可从响应的波形上估算出来。
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。
一阶动态电路响应的研究
u/ V
⑵ 标坐标轴：画轴线、标箭头， 坐标轴名和单位。
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 t/ms
一阶RC电路的充放电波形图
电工与电子技术实验A -- RC一阶电路的研究
根据本实验要求，选择直角 坐标纸，坐标纸大小可参考 示波器屏幕大小。
u/ V
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 t/ms
一阶RC电路的充放电波形图
电工与电子技术实验A -- RC一阶电路的研究
初始电压值 对应时刻
⑵调示波器的光标。 读出初始值以及上升 到距初始值3格(即 63.2%4.8 格 ) 处 的 时
间差即为 值。
3格
初始电 压值
电工与电子技术实验A -- RC一阶电路的研究
描绘输出波形
⑴ 选择图纸：作图必须使用 坐标纸，坐标纸的大小要保 证图上的最小分格至少应与 实验数据中最后一位准确数 字相当。
速度旋钮TIME/DIV，使显示出的波形容 0.0
易观测，调好示波器旋钮后，作图时坐 -0.2
标标度可按照示波器屏幕的格线标度选
-0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 t/ms
取。示波器屏幕以方格作为长度单位，
精度为0.2格。注意绘制示波器显示的波 一阶RC电路的充放电波形图
一阶电路的响应实验报告
一阶电路的响应实验报告一阶电路的响应实验报告一阶电路是电工学中的基础知识，通过实验探究一阶电路的响应特性有助于我们更好地理解其原理。
本文将按照实验过程、实验结果及分析及实验总结三个部分来进行叙述。
实验过程我们需要先搭建一个RC电路，然后连接信号发生器、示波器、电阻箱和电容器。
将信号发生器和示波器分别连接到电路的输入端和输出端，并设置实验参数。
例如，设置一个5V的正弦波，频率为1kHz。
然后通过电阻箱分别改变电路中电阻和电容器的取值。
同时，示波器显示的幅度-相位曲线对于不同的电路参数也要进行记录。
实验结果与分析在实验中，我们可以得到电路响应的幅度和相位信息。
通过数据记录及分析，我们可以得到以下结论：首先，我们可以发现，电路的输出响应具有幅度衰减和相位延迟的特性。
而这种特性与电路中的电阻值、电容值以及信号的频率有关。
比如，当电阻和电容值较小时，输出响应会更快地接近输入信号；而当电阻和电容值较大时，则会产生较明显的幅度衰减和相位延迟。
其次，我们还可以观察到，电路响应与输入信号的频率也密切相关。
当输入信号频率较高时，电路的输出响应会更快地衰减和延迟。
当频率较低时，则会出现较小的延迟和衰减。
实验总结通过本次实验，我们深入了解了一阶电路的响应特性。
我们可以通过改变电路参数和输入信号的频率来不断调整电路的响应特性。
这对于我们后续在工程实践中运用电路的时候大有裨益。
同时，我们也深刻体验到了实验是理论学习的重要补充。
只有将理论知识应用到实际之中，才能真正掌握知识的本质。
阶电路响应的研究实验报告
阶电路响应的研究实验报告《一阶电路响应的研究实验报告》一、实验目的1、深入理解一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的概念及特点。
2、掌握一阶电路时间常数的测量方法。
3、学习使用示波器观察和分析一阶电路的响应曲线。
二、实验原理1、一阶电路的零输入响应一阶电路在没有外加激励，仅由初始储能引起的响应称为零输入响应。
对于一阶 RC 电路，当电容初始电压为＄U_0$ ，放电过程中，电容电压＄u_C$ 随时间的变化规律为：＄u_C ＝ U_0 e^｛＼frac{t}｛RC}｝＄，其中＄R$ 为电阻值，＄C$ 为电容值，时间常数＄＼tau ＝ RC$ 。
2、一阶电路的零状态响应一阶电路在初始储能为零，仅由外加激励引起的响应称为零状态响应。
对于一阶 RC 电路，在充电过程中，电容电压＄u_C$ 随时间的变化规律为：＄u_C ＝ U(1 e^｛＼frac{t}｛RC}｝）＄，其中＄U$ 为外加激励的电压值。
3、一阶电路的全响应一阶电路既有初始储能，又有外加激励作用时的响应称为全响应。
全响应等于零输入响应与零状态响应之和。
三、实验设备1、示波器2、函数信号发生器3、直流电源4、电阻、电容等元件5、面包板、导线若干四、实验内容及步骤1、一阶 RC 电路的零输入响应（1）按图 1 连接电路，其中＄R ＝ 10k\Omega$ ，＄C ＝ 01\mu F$ ，电容事先充电至＄U_0 ＝ 5V$ 。
（2）将示波器的通道 1 连接至电容两端，观察并记录电容电压的衰减曲线。
（3）根据曲线，测量并计算时间常数＄＼tau$ 。
2、一阶 RC 电路的零状态响应（1）按图 2 连接电路，其中＄R ＝ 10k\Omega$ ，＄C ＝ 01\mu F$ 。
（2）设置函数信号发生器，输出一个＄5V$ 的直流电压。
（3）将示波器的通道 1 连接至电容两端，观察并记录电容电压的上升曲线。
（4）根据曲线，测量并计算时间常数＄＼tau$ 。
3、一阶 RC 电路的全响应（1）按图 3 连接电路，其中＄R ＝ 10k\Omega$ ，＄C ＝ 01\mu F$ ，电容事先充电至＄U_0 ＝ 2V$ 。
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。
阶电路的时域响应实验报告
阶电路的时域响应实验报告一阶电路的时域响应实验报告一、实验目的1、研究一阶 RC 电路和一阶 RL 电路在阶跃激励下的响应。
2、观察时间常数对一阶电路响应的影响。
3、掌握一阶电路暂态过程的测试方法。
二、实验原理（一）一阶 RC 电路一阶 RC 电路由电阻 R 和电容 C 串联组成。
当输入一个阶跃电压时，电容的电压和电流会发生变化。
电容电压的表达式为：＼（u_C(t) ＝ U(1 e^｛＼frac{t}｛RC}｝）＼）其中，＼（U\）是阶跃电压的幅值，＼（R\）是电阻值，＼（C\）是电容值，＼（t\）是时间，＼（RC\）为时间常数。
（二）一阶 RL 电路一阶 RL 电路由电阻 R 和电感 L 串联组成。
当输入阶跃电压时，电感的电流和电压会发生变化。
电感电流的表达式为：＼（i_L(t) ＝＼frac{U}｛R}（1 e^｛＼frac{Rt}｛L}｝）＼）其中，＼（U\）是阶跃电压的幅值，＼（R\）是电阻值，＼（L\）是电感值，＼（t\）是时间，＼（＼frac{L}｛R}＼）为时间常数。
三、实验设备与器件1、函数信号发生器2、示波器3、电阻、电容、电感若干4、实验面包板5、导线若干四、实验内容及步骤（一）一阶 RC 电路的时域响应1、按照图 1 连接一阶 RC 电路，选择合适的电阻值＼（R\）和电容值＼（C\）。
！一阶 RC 电路连接图(具体电路图)2、函数信号发生器设置为输出阶跃电压，幅值为＼（U\），上升沿和下降沿时间尽量短。
3、将示波器的通道 1 连接到电阻两端，通道 2 连接到电容两端，观察并记录电阻和电容上的电压波形。
4、改变电阻值或电容值，重复上述步骤，观察时间常数的变化对响应的影响。
（二）一阶 RL 电路的时域响应1、按照图 2 连接一阶 RL 电路，选择合适的电阻值＼（R\）和电感值＼（L\）。
！一阶 RL 电路连接图(具体电路图)2、重复一阶 RC 电路实验中的步骤 2 至 4，观察并记录电感和电阻上的电压和电流波形，以及时间常数变化对响应的影响。
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实验二一阶电路响应的研究
一、实验目的
1、研究一阶电路的零输入、零状态响应及完全响应的变化规律和特点。
2、了解时间常数对响应波形的影响及积分、微分电路的特性。
二、原理说明
1、凡是能用一阶微分方程来描述的电路称为一阶电路，线性电路的瞬态响应又分为零输入、零状态响应和完全响应。
当初始条件为零而仅由初始状态引起的响应称“零状态响应”。
激励为零而仅由初始状态引起的响应称“零输入响应”。
初始状态与激励共同作用而引起的响应为“完全响应”，它等于零状态和零输入响应之和。
零输入响应是由回路参数和结构决定的，一阶电路的零输入响应总是按指数规律衰减的，衰减的快慢决定于回路的时间常数τ。
在RC电路中τ=RC，在RL回路中τ=L/R。
改变元件的参数值，可获得不同的时间常数，由此改变衰减速率，以满足电路特性的要求。
2、瞬态响应是十分短暂的单次变化过程。
它在瞬间发生而又很快消失，所以观察这一过程是比较困难的。
为了便于观察测量，实验采用方波信号来代替单次接通的直流电源，而使单次变化过程重复出现。
方波信号源的作用如图2-1虚线框内部分。
K的动作频率等于方波信号频率的2倍。
可见，要求方波周期T与电路时间常数τ满足一定的关系，所观察到的响应性质即与单次过程完全相同。
三、预习要求和练习
1、定性画出周期方波作用下的一阶RC电路
波特图：
①τ>>T/2(3-5)信号积分电路；
②τ<<T/2（3-5）信号微分电路；
③τ=T/2三种情况下，瞬态响应波形，
并确定何处为零输入响应、零状态响应和完全响
应。
2、按实验任务1中确定的各元件参数
值，
计算电路的时间常数τ与输出方波周期T进行比
较。
哪组是积分电路、哪组是微分电路。
四、实验任务
1、信号源输入方波，幅度Vp-p=2V,频率f=5KHz。
按图2-1接线，观察并定量描绘
RC、RL电路在下述参数值时，各元件两端的电压波形即波特图。
①R=1kΩC=0.01uF
②R=1kΩC=0.1uF
③R=3kΩC=0.1uF
④R=1kΩL=10mH
⑤R=100ΩL=10mH
2、上述各组参数中哪组是微分电路、哪组是积分电路？并在微分电路状态下，测量时间常数τ值。
（利用上升曲线的68%X轴投影、下降曲线的32%X轴投影来测量时间常数τ=？并与理论值相比较。
）
测量τ值在微分电路时测量，如果不是微分电路，可通过改变信号源频率满足微分电路条件；工程上通过测量τ值，确定硬件参数。
五、实验仪器、设备
函数信号发生器1台
示波器1台
信号与系统实验箱TKSS-C型
六、报告要求
1、分析实验结果，说明元件数值改变时对一阶电路瞬态响应的影响。
2、将同一时间常数的RC、RL电路的波形相比较。
又得出什么结论？
七、注意事项
在分析一阶电路时，首先列出此网络的微分方程，求出其通解、特解，此微分方程解的几何描点，即是此电路的波特图。
因此一阶电路的完全响应即是线性的、时不变、没有间断点，按指数规律上升下降,上升下降速率受时间常数制约。
这就是一阶电路波特图的特点。