实验四 二阶电路的瞬态响应

实验四 二阶电路的瞬态响应

一 实验目的

1 观察和测定RLC 串联电路的阶跃响应和冲激响应，并研究电路参数对响应波形的影响。

二 实验原理说明

1 RLC 串联电路的阶跃响应和冲激响应的观察。

图4-1 RLC 串联电路响应实验电路

电路如上图所示，其阶跃响应和冲激响应可以有三种情况。 C

L

R 2>时为过阻尼情况， C

L

R 2<时为欠阻尼情况， C L

R 2=时为临界情况。

因此对于不同R ，其电路响应波形是不同的。因为冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变电路，冲激响应也是阶跃响应的导数。

为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

三 实验内容和步骤

观测RLC 串联电路阶跃响应

1．启动计算机，双击桌面“信号与系统实验”快捷方式，运行软件。

2． 测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。

3．按图4-1搭接线路, 取L=100mH ，C=100uF,r=40,电路的输入Ui 接A/D 、D/A 卡的DA1输出，电路的输出Uo 接A/D 、D/A 卡的AD1输入。检查无误后接通电源。

4．在实验项目的下拉列表中选择实验四[四、二阶电路的瞬态响应], 鼠标单击按

钮，弹出实验课题参数设置对话框，选择方波或阶跃信号，如为方波则使周期T=100mS，采样间隔为1mS，在参数框中输入目的电压值，点击确认在观察窗口观测系统响应曲线。

5．记录实验波形,对于不同R值时，重复上面步骤。测量电容器两端的电压波形，并记录之。

观测RLC串联电路冲激响应

图4-2 RLC串联电路冲激响应实验电路

6．按图4-2搭接线路, 在RLC串联电路之前，设计一个R1C1组成微分电路（注意时间常数要远远小于方波周期，即 《T,可取R1=510Ω,C1=1uF，使周期阶跃信号源变成周期冲激信号源。取L=100mH，C=5uF,r=10,电路的输入Ui接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出Uo接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。

7．在实验项目的下拉列表中选择实验四[四、二阶电路的瞬态响应], 鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框，选择方波或阶跃信号，如为方波则使周期T=100ms，在参数框中输入目的电压值，点击确认在观察窗口观测系统响应曲线。

8．记录实验波形,对于不同R值时，重复上面步骤。测量电容器两端的电压波形，并记录之。

四预习练习

1．复习有关瞬态分析的理论，理解并掌握二阶电路的阶跃响应、冲激响应。

2．定性画出本实验中不同电路参数的瞬态响应波形。

五实验器材

1．信号与系统实验箱

六实验报告

1．描绘不同时间常数的输入和输出波形（要用同样的时间轴画出阶跃响应和冲激响应的波形，以便验证其微分关系）。

2．分析实验结果，说明电路参数改变对二阶电路瞬态响应的影响。