单RC电路的研究-厦大实验.doc

厦门大学电子线路实验报告

实验名称：单RC电路的研究

系别：电子信息类
班号：电子一班
实验组别：
实验者姓名：
学号：

实验日期： 2014年 月 日
实验报告完成日期： 2014年 月 日

指导教师意见：

一、 实验原理
（一）单RC构成的低通电路
滤波器的主要功能是是对信号进行处理，保留信号中有用成分，滤除信号中的无用成分·
低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。

电压传输函数，其中为上限频率。
，
当>>Ti时，V0与Vi的积分成正比，因此上图为积分电路。
当<<Ti时，V0=Vc≈Vi，则上图为直流耦合电路。

(二)单RC构成的高通电路
高通滤波器允许高于截止频率的信号通过，不允许低于截止频率的信号通过，是某一频率以上的信号分量通过，以下的信号分量抑制的电子元器件组合装置。

电压传输函数，其中为下限频率。
，
一阶RC低通和高通电路对信号只有衰减作用而无放大作用，因此称为无源滤波电路；
当<<Ti时，V0与Vi的微分成正比，因此上图为微分电路。
>>Ti时，V0接近Vi，因此称为交流耦合电路。
（三）RC构成的带通电路
将单RC低通和高通滤波器串联，则构成带通滤波器，仅允许频率范围内的信号通过。
（四）单RC电路对阶跃信号的响应
，式中，时间参数=RC。
经过时间5后，电压趋于稳定.

二、 实验内容
1、 低通滤波器
（1） 幅频、相频特性测量
f(Hz)
0.01fH
0.1fH
0.5fH
fH
2fH
5fH
10fH
V0(V)
4.86
5
4.3
3.42
2.31
0.94
0..48
(°)
0.7°
-6.9°
-27.5°
-44.9°
-61.6°
-74.6°
-83.2°
f
15.801
Hz
157.99
Hz
790.3Hz
1.58kHz
3.155
kHz
7.905
kHz
15.769
kHz
画出2fH时输入输出波形相位差

（2） 对阶跃信号与非阶跃信号的响应
令输入信号分别为方波、三角波（占空比=50%、VP-P=5V、VL=0V）。
取Ti=10μs（fi=100kHz）,则>>Ti，电路为积分电路，观察并画出对应波形。

取Ti=1ms（fi=100kHz）,则<<Ti，电路为直流耦合电路，观察并画出对应波形。

2、 高通滤波器
（1） 幅频、相频特性测量
f(Hz)
0.01fL
0.1fL
0.5fL
fL
2fL
5fL
10fL
V0(V)
0.019
0.55
2.33
3.54
4.4
4.8
4.9
(°)
87
85.2
61.4
42.1
27.2
9.1
3.5
f
25.025
Hz
250.25
Hz
1.2498
kHz
2.4995
kHz
4.9980
kHz
12.50
kHz
50.050
kHz

（2） 对阶跃信号与非阶跃信号的响应
令输入信号分别为方波、三角波、正弦波（占空比=50%、VP-P=5V、VL=0V）。
取Ti=6.6μs（fi=150kHz）,则>>Ti，电路为交流耦合电路，观察并画出对应波形。

取Ti=1ms（fi=100kHz）,则<<Ti，电路为微分电路，观察并画出对应波形。

3、 RC分压器

如图电路中，Vi用f=1kHz、占空比=50%、VP-P=5V、VL=0V的方波输入，调整电位器，观察电路波形并记录各种状态的工作情况。总结电路补偿规律。
过补偿

欠补偿

最佳补偿

三、 实验总结
1.低通电路和高通电路原理和应用方法
低通电路
设滤波器的输入电压为ex输出电压为ey，电路的微分方程为： 

令=RC，称为时间常数，对上式取拉氏变换，有传递函数：
或

其幅频、相频特性公式为：

一阶低通滤波器滤波器是由一个RC元件组合而成的简单电路，所谓低通滤波器是允许低频讯号通过，而不允许高频讯号通过的滤波器。电路存在截止频率,高于此频率的信号都不能通过滤波器，从而达到了滤波的目的。
高通电路
设滤波器的输入电压为ex输出电压为ey，电路的微分方程为： 
同理，令=RC，对上式取拉氏变换，有： 
  或  
其幅频、相频特性公式为： 

分析可知，当f很小时，A(f)=0，信号完全被阻挡，不能通过；当f很大时，A(f)=1信号不受衰减的通过.
2、补偿电路规律
当t=0+时，电容视为短路，电流只经过C1、C2，V o由其分压得到
当t=+∞时，电容视为开路，电流只经过R1、R2，V o由其分压得到

时，输出波形就是输入波形经分压后不失真传输，即此时有
当，，出现欠补偿；
当，，出现过补偿。
3、实验方法及出现的问题
通过调节数字信号发生器改变频率来测量fH和fL，因为实际fH和fL的值与理论值会有偏差。由于数字信号发生器上的数值与示波器略有不同，所以以示波器上的为准。一开始测量的时候总是因为接触的问题导致示波器上的图像不是颤动就是显示不出来，后来检查了好多遍才弄好。测量fH的时候一开始没弄清是需要看电压的有效值还是峰峰值，通过询问旁边的同学才弄懂。实验中示波器上显示的测量量一直跳动，后来多次按了run stop，取了平均值。其中专业理论知识内容包括：保安理论知识、消防业务知识、职业道德、法律常识、保安礼仪、救护知识。作技能训练内容包括：岗位操作指引、勤务技能、消防技能、军事技能。
二．培训的及要求培训目的
安全生产目标责任书
为了进一步落实安全生产责任制，做到“责、权、利”相结合，根据我公司2015年度安全生产目标的内容，现与财务部签订如下安全生产目标：
一、目标值：
1、全年人身死亡事故为零，重伤事故为零，轻伤人数为零。
2、现金安全保管，不发生盗窃事故。
3、每月足额提取安全生产费用，保障安全生产投入资金的到位。
4、安全培训合格率为100%。
二、本单位安全工作上必须做到以下内容：
1、对本单位的安全生产负直接领导责任，必须模范遵守公司的各项安全管理制度，不发布与公司安全管理制度相抵触的指令，严格履行本人的安全职责，确保安全责任制在本单位全面落实，并全力支持安全工作。
2、保证公司各项安全管理制度和管理办法在本单位内全面实施，并自觉接受公司安全部门的监督和管理。
3、在确保安全的前提下组织生产，始终把安全工作放在首位，当“安全与交货期、质量”发生矛盾时，坚持安全第一的原则。
4、参加生产碰头会时，首先汇报本单位的安全生产情况和安全问题落实情况；在安排本单位生产任务时，必须安排安全工作内容，并写入记录。
5、在公司及政府的安全检查中杜绝各类违章现象。
6、组织本部门积极参加安全检查，做到有检查、有整改，记录全。
7、以身作则，不违章指挥、不违章操作。对发现的各类违章现象负有查禁的责任，同时要予以查处。
8、虚心接受员工提出的问题，杜绝不接受或盲目指挥；
9、发生事故，应立即报告主管领导，按照“四不放过”的原则召开事故分析会，提出整改措施和对责任者的处理意见，并填写事故登记表，严禁隐瞒不报或降低对责任者的处罚标准。
10、必须按规定对单位员工进行培训和新员工上岗教育；
11、严格执行公司安全生产十六项禁令，保证本单位所有人员不违章作业。
三、 安全奖惩：
1、对于全年实现安全目标的按照公司生产现场管理规定和工作说明书进行考核奖励；对于未实现安全目标的按照公司规定进行处罚。
2、每月接受主管领导指派人员对安全生产责任状的落