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RC电路的过渡过程.doc

上传人:xrp****65 文档编号:8974732 上传时间:2025-03-09 格式:DOC 页数:7 大小:160KB
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Experiment 4 Transient Process of RC Circuit I Objectives 1. To Learn to use oscilloscope. 2. To study the square wave responses of first-order circuits. II Apparatus and Equipments Name Spec. Number 1 Two-channel oscilloscope XJ4328 1 2 Function generator EE1641D 1 3 Elements R=510Ω, 1 kΩ, 2 kΩ, 3 kΩ, 10 kΩ C=0.1μf, 0.3μf, 0.4μf, 1μf,3 μf, 10μf 1 III Preperations 1. The rectangular pulse responses of a RC circuit Fig.4-1 and Fig.4-2 are the rectangular pulses and a RC circuit respectively. Fig.4-1 Rectangular pulses Fig.4-2 RC circuit Supply the signal of rectangular pulses to the RC circuit, we get the responses shown in Fig.4-3 if the initial value of uC is zero. Obviously, RC circuit charges and discharges continuously. It’s the essence of pulse responses of RC circuit. 2. Applications of a RC circuit (1) Differential circuit in Fig.4-4——when the parameters R and C make the time constant τ<<tp (the width of rectangular pulses), we can get the impulse response μR shown in Fig.4-5. (2) Integral circuit in Fig.4-6——when the parameters R and C make the time constant of the circuitτ>>tp, we can get the response uC shown in Fig.4-7. The output voltage uC is approximately the integration of the input voltage ui. Fig.4-3 Fig.4-4 RC differential circuit Fig.4-5 Response of the circuit Fig.4-4 Fig.4-6 RC integral circuit Fig.4-7 Response of the circuit Fig.4-6 IV Lab Work 1. Measure the peak values and periods of sinusoids produced by a function generator. 2. Measure the magnitude, periods, and pulse width of square waves produced by a function generator. 3. Measure the phase difference of two sinusoids. Supply the sinusoid ui (f=1kHz, Up-p=1V) to the circuit Fig.4-4, observe the voltage ui and uR with oscilloscope, measure the phase difference of them, and compare the magnitudes of them. The parameters are listed as follow: (1) R=1kΩ, C=0.1μf; (2) R=1kΩ, C=0.2μf; (3) R=2kΩ, C=0.1μf; (4) R=1kΩ, C=10μf. 4. Study the transient process of a RC circuit Supply a square-wave signal (amplitude 4V, periods 4ms, and pulse width tw about 4ms) to the circuit Fig.4-6. (1) Observe the waveforms of uR, uC, and ui in the caseτ=RC<; (2) Observe the waveforms of ui and uC simultaneously in the caseτ=RC=(; (3) Observe the waveforms of ui and uC simultaneously in the caseτ=RC>; (4) Observe the waveforms of ui, uC, and uR simultaneously in the caseτ=RC>; V Preparations 1. Reading and understanding the specification of two-channel oscilloscope XJ4328; 2. Preparing the circuit parameters for lab work 4. VI Discussions 1. Give the data measured and draw the waveforms observed; 2. Analyze the effects of the circuit parameters on the square-wave responses in first-order circuits. 实验四 RC电路的过渡过程 一、实验目的 1.学习使用XJ4328示波器显示波形和测量幅度、频率、相位的方法。 2.研究一阶电路的方波响应。 二、实验仪器设备 名 称 规格,型号 数量 1 二踪示波器 XJ4328 1台 2 函数发生器 EE1641D型 1台 3 实验元件 R=510Ω, 1 kΩ, 2 kΩ, 3 kΩ, 10 kΩ C=0.1μf, 0.3μf, 0.4μf, 1μf,3 μf, 10μf 1块 三、实验原理 RC串联电路是电子线路中经常用到的线路,对一个工程技术人员,熟悉它的性能是必要的。 1.RC电路的矩形脉冲响应 矩形脉冲序列波形如图4-1所示。 图4-1 矩阵脉冲序列波形图 图4-2 RC串联电路图 若将此矩形脉冲序列信号加在电容电压的初始值uC(0)=0的RC电路上,如图4-2所示,其响应曲线如图4-3所示。 显然,电路的脉冲响应实质是RC电路不断充放电的过程。 2.RC电路的应用 (1) RC微分电路 如图4-4所示的电路,选择适当的电路参数,使电路的时间常数τ<<tp (矩形脉冲宽度),于是电阻两端电压u0为正负交替的尖脉冲,如图4-5所示。 图4-3 图4-4 RC微分电路 图4-5 微分电路的输入电压和输出电压波形 (2) RC积分电路 如果将RC电路的电容两端作为输出端,如图4-6所示,在电路参数满足τ>>tp时条件下,电路的输出电压近似地正比于输入电压对时间的积分。输入电压为矩形脉冲时,输出电压波形为三角波,如图4-7所示。 uc 图4-6 RC积分电路 图4-7 RC积分电路的输入输出电压波形 四、实验任务 1.利用示波器测量函数发生器输出正弦波的幅值和周期(自己调节)。 2.利用示波器测量函数发生器输出方波的幅值、周期和脉冲宽度。 3.利用示波器测量相位差。 按图4-4接线,AB间接函数发生器输出的正弦信号取f=1kHz, Up-p=1V。在示波器屏幕上同时观察ui和uR的波形,测量两个电压的相位差,并注意比较两个电压的幅值大小。电路参数分别为: (1) R=1 kΩ, C=0.1μf; (2) R=1 kΩ, C=0.2μf; (3) R=2 kΩ, C=0.1μf; (4) R=1 kΩ, C=10μf。 4.利用示波器研究RC电路的过渡过程 按图4-6接线,AB间接函数信号发生器输出的方波信号,方波幅值为4伏,周期为4毫秒,脉冲宽度tw约为2毫秒。 (1) 选用电路参数使τ=RC<,分别观察ui、uR、uC的波形。 (2) 选用电路参数使τ=RC=(,同时观察ui和uC的波形。 (3) 选用电路参数使τ=RC>,同时观察ui和uC的波形。 (4) 选用电路参数使τ=RC>,同时观察ui、uR、uC的波形。 五、预习要求 1.阅读XJ4328型二踪示波器简介 *2.观看“电子示波器原理”电视录像片 3.拟定任务4中的电路参数 六、总结讨论 1.在坐标纸上画出被观察的波形,算出被测数据。 2.分析一阶电路中电路参数对方波响应的影响。
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