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RC电路的方波响应

时间:2021-11-16 13:29:07 来源:学生联盟网

RC电路的方波响应一、实验目的1.了解RC电路的方波响应2.分别观测积分电路与微分电路的输入输出关 系3.掌握示波器的基本调整方法和工作模式;4.掌握用双踪示波器观测信号波形和读取波形 参数的方法5.学习数格子测量数据;6.学会设计简单一阶电路;二、实验环境硬件基础数字万用表、双踪示波器软件Multisim 软件元器件电阻、导线、电容三、实验原理1、积分电路当t R*CT时的一阶电路称为积分电路,因 为此时输出信号电压与输入信号电压的积分成 正比,且响应输出为电容两端电压,即直接将CH2接在电容两端,电路图如下XSC22、微分电路当t R*CT时,称为微分电路,因为此时输 出信号电压与输入信号电压的微分成正比,响 应输出为电阻两端电压,若按照上图将 CH2直 接接在电阻两端,则会造成电容短路,故将电阻电容调换,电路图如下XSC1XFG1100nFXSC2四、实验内容1、对示波器进行自检,并检验接地端是否正常;2、设计一阶积分电路和微分电路;3、搭建积分电路;4、调节函数发生器使其输出矩形波,进行测量记 录;5、保存记录下的波形变化,分析数据制作图表;6、继续改为微分电路,重复4-5步;五、实验过程1、对示波器进行自检,并检验接地端是否正常,测试为稳定的矩形波;2、设计一阶电路如上图所示;3、在面包板上搭建电路,所用电阻为3.25k Q,电容为104;4、将函数发生器调节成矩形波,测量示波器上的 波形数据;5、调节函数发生器的信号频率,使之对应t的1、2、5、10倍并分别测量波形记录数据;6、改建微分电路,重复4-5步,关闭仪器结束实验;六、数据记录与分析计算过程/ t R*C3.25 *10A -4 1/ t 3.07*10A 3;1.54kHz所以频率可取 307Hz,615Hz,3.07kHz1、积分电路307Hz下的波形I I fjn|_T J Djf 0斗.2UMME 2.00UCH2- 2.00U Timm 1血孤缶615Hz下的波形IRIQQL T D ...- f Q 4 924U下MIB 2 J00U 亡H2 20JTime 500,0us 00 000P百1.54kHz下的波形RIOOL T,Dijf jQi 4 24GUIS 2,ceuCH2- 2,ceu Time 29.Cus 晞“囲的m3.07kHz下的波形尺 I 日OL* T,DJF斗.24UUH 2.00U CH2 200UTime 230.Sus 00 .0000吕具体读图中CH2(CH仅仅是周期不同)数据如频率/f Hz30761515403070峰峰值Npp(V)5.14.43.01.7最大值/Vmax(V)5.14.83.62.6最小值/Vmin(V)00.40.60.9周期/T( us)33001600660330分析数据较为正常。随着输入信号的频 率升高,周期T减小,就会导致电容充电还没 完成就开始放电,从而导致输出的信号产生失 真。由四张波形图可看出,当f307k时,信 号传送率最大,之后随着f的增大,信号失真 越来越多。所以一阶RC电路的时间常数T越 小,可以允许的频率f也就越大,信号的传输 速率也就越快。2、微分电路307Hz下的波形RI 日OLT D- - -- -- - - JF2 怎6UCHI- 2800U 期酹 200U Time 1006ms 00 000Pw615Hz下的波形KI 日訂L T DJF Ql 2 56UCH L- 2.00U Hjca 2.00U Timm 508.6us 睡旳1.54kHz下的波形碎日訂LT,Dp---- --- _-.- -.-.------.-.-- .--JF Ql 256VCHll- 2S00U 期需四 200U Time 20.6us 00 0B00宇3.07kHz下的波形f O 2.56UCH 1- 2恥UIWMO 2.00U Timm0.0806s具体读图中CH2(CH仅仅是周期不同)数据如下频率/f Hz30761515403070峰峰值Npp(V)10.29.67.87.0最大值/Vmax(V)5.14.83.93.5最小值/Vmin(V)-5.1-4.8-3.9-3.5周期/T( us)33001600660330分析数据比较正常可以证明微分电路响应的微分与输入基本成正比。七、实验总结本次实验主要做了一阶电路,测量方波响应信 号,分析时间函数,进一步了解电容的特性。作为一 种阻直流的可储能元件,电容的特性应用非常广泛,本次实验可以帮助大家理解阶电路和电容的特点、了解信号传递。并且还锻炼数格子的读数方式,虽然 简单,但是不得不说误差很不稳定,精度有待提高。