1、1. 實驗十RC一階電路的響應測試一.實驗目的研究RC一階電路的零輸入響應、零狀態響應和全響應的規律和特點。2. 學習一階電路時間常數的測量方法，了解電路參數對時間常數的影響。3. 掌握微分電路和積分電路的基本概念。Us。+CTUcc圖121圖122圖12-3圖12-51.RC一階電路的零狀態響應RC一階電路如圖121所示，開關S在,1酒位置，uc=0,處于零狀態，當開關S合向,2酒位置時，電源通過R向電容C充電，uc(t)稱為零狀態響應，t-Uc=Us-Use變化曲線如圖122所示，當uc上升到0.632Us所需要的時間稱為時間常數T,t=RCo2. RC一階電路的零輸入響應在圖121中，開

2、關S在,2并勺位置電路穩定后，再合向，1?勺位置時，電容C通過R放電，uC(t)稱為零輸入響應，t-uc=USeus圖12-1電路的上述暫態過程很難觀察，為了用普通示波器觀察電路的暫態過程，需采用圖124所示的周期性方波us作為電路的激勵信號，方波信號的周期為T,只要滿足T芝5n便可在示波器的熒光屏上形成穩定的響應波形。2電阻R、電容C串聯與方波發生器的輸出端連接，用雙蹤示波器觀察電容電壓uc,便可觀察到穩定的指數曲線，如圖125所示，在熒光屏上測得電容電壓最大值UCm=a(cm),取b=0.632cm）與指數曲線交點對應時間t軸的x點，則根據時間t軸比例尺（掃描時間_L），該電路的時間常數c

3、m4.微分電路和積分電路在方波信號Us作用在電阻間常數遠遠小于方波周期Tt.=x(cm)cmR、電容C串聯電路中，當滿足電路時U的條件時，電阻兩端（輸出）的電壓ur與Ur:-RC業，該電路稱為微分電路。dt當滿足電路時間常數T遠遠大于方波周期T的條件時，電容C兩端（輸出）1，、，Wsdt,該電路稱為RC方波輸入信號US呈微分關系,的電壓UC與方波輸入信號Us呈積分關系,uc積分電路。微分電路和積分電路的輸出、輸入關系如圖126(a)、（b）所示。(a)b)t0I2圖1260Ur三.實驗設備1. 雙蹤示波器；2.信號源（方波輸出）圖1273. MEEL03組件。四. 實驗內容實驗電路如圖127所

4、示，圖中電阻R、電容C從MEEL03組件上選取（請看懂線路板的走線，認清激勵與響應端口所在的位置；認清R、C元件的布局及其標稱值，各開關的通斷位置等），用雙蹤示波器觀察電路激勵（方波）信號和響應信號。us為方波輸出信號，將信號源的波形選擇”開關置方波信號位置上，將信號源的信號輸出端與示波器探頭連接，接通信號源電源，調節信號源的頻率旋鈕（包括頻段選擇開關、頻率粗調和頻率細調旋鈕），使輸出信號的頻率為1kHZ（由頻率計讀出），調節輸出信號的幅值調節”旋鈕,使方波的峰一峰值Vpp=2V,固定信號源的頻率和幅值不變。1.RC一階電路的充、放電過程（1）測量時間常數t令R=10kQ,C=0.01F,用示

5、波器觀察激勵us與響應uc的變化規律，測量并記錄時間常數u（2）觀察時間常數c（即電路參數R、C）對暫態過程的影響：令R=10kQ,C=0.01F,觀察并描繪響應的波形，繼續增大C（取0.01心0.1或增大R（取10kQ、30kQ）,定性地觀察對響應的影響。2. 微分電路和積分電路（1）積分電路：令R=100kQ,C=0.01訐，用示波器觀察激勵us與響應uc的變化規律。（2）微分電路：將實驗電路中的R、C元件位置互換，令R=100Q,C=0.01訐，用示波器觀察激勵us與響應ur的變化規律。五. 實驗注意事項1. 調節電子儀器各旋鈕時，動作不要過猛。實驗前，尚需熟讀雙蹤示波器的使用說明，特別

6、是觀察雙蹤時，要特別注意開關，旋鈕的操作與調節以及示波器探頭的地線不允許同時接不同電勢。2.信號源的接地端與示波器的接地端要連在一起(稱共地)，以防外界干擾而影響測量的準確性。3. 示波器的輝度不應過亮，尤其是光點長期停留在熒光屏上不動時，應將輝度調暗，以延長示波管的使用壽命。六、預習與思考題1. 用示波器觀察RC一階電路零輸入響應和零狀態響應時，為什么激勵必須是方波信號？2. 已知RC一階電路的R=10kQ,C=0.01，試計算時間常數弓并根據c值的物理意義，擬定測量c的方案。3. 在RC一階電路中，當R、C的大小變化時，對電路的響應有何影響？4.何謂積分電路和微分電路，它們必須具備什么條件？它們在方波激勵下，其輸出信號波形的變化規律如何？這兩種電路有何功能？七. 實驗報告要求1 .根據實驗1(1)觀測結果，繪出RC一階電路充、放