第5章動(dòng)態(tài)電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6動(dòng)態(tài)元件伏安關(guān)系的測(cè)量實(shí)驗(yàn)7一階電路的響應(yīng)實(shí)驗(yàn)8二階電路的響應(yīng)

實(shí)驗(yàn)6動(dòng)態(tài)元件伏安關(guān)系的測(cè)量

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)掌握用示波器測(cè)量電壓、電流、相位等基本電量的方法。

(2)掌握信號(hào)發(fā)生器、示波器的使用方法。

(3)驗(yàn)證電容元件的伏安關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明

信號(hào)發(fā)生器主要作為研究電路的頻率特性和其他特性時(shí)所需要的信號(hào)源，信號(hào)源是測(cè)量系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，一些電參數(shù)只有在一定電信號(hào)的作用下才能表現(xiàn)出來(lái)。一般信號(hào)發(fā)生器能直接產(chǎn)生正弦波、三角波、方波、鋸齒波和脈沖波。本實(shí)驗(yàn)采用EE1641B1和EE1641D函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，其說(shuō)明見(jiàn)附錄A。示波器的最大特點(diǎn)是能將抽象的電信號(hào)和電信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程轉(zhuǎn)變成具體的可見(jiàn)的圖像，以便于人們對(duì)信號(hào)和電路特性進(jìn)行定性分析和定量測(cè)量，如信號(hào)的幅度、周期、頻率、脈沖寬度及同頻信號(hào)的相位。本實(shí)驗(yàn)采用GOS-62020MHz雙軌跡示波器和TDS1002型數(shù)字式存儲(chǔ)示波器，其說(shuō)明見(jiàn)附錄B。

1.信號(hào)電壓的測(cè)量

示波器測(cè)量電壓主要采用直接測(cè)量法，即直接從示波器屏幕上測(cè)量出被測(cè)電壓的高度，然后換算成電壓值。被測(cè)電壓的峰—峰值為

Ｕp-p=Dy×h×探極位置

其中，h為被測(cè)量信號(hào)峰—峰值高度，單位為cm；Dy為Y軸靈敏度，單位為V/cm或mV/cm。

如果當(dāng)探頭置×10，即分壓比為10∶1時(shí)，Y軸靈敏度（V/div）為0.1V/cm，h值為4cm，則可得到電壓的峰—峰值為

Up-p=0.1V/cm×4cm×10=4V值得注意的是，測(cè)量對(duì)象是交流電壓時(shí)，輸入耦合方式應(yīng)選擇“AC”，被測(cè)對(duì)象是直流電壓時(shí)，耦合方式應(yīng)選擇“DC”。另外，在測(cè)量信號(hào)輸入之前，應(yīng)把掃描基線調(diào)整

到零電位。

2.信號(hào)電流的測(cè)量

用示波器不能直接測(cè)量電流。若要用示波器觀測(cè)某支路的電流，一般在該支路中串入一個(gè)“采樣電阻”，如圖5.1所

示的電阻r。當(dāng)電路中的電流流過(guò)電阻r時(shí)，在r兩端得到的電壓與r中的電流波形完全一樣，測(cè)出ur就可得到該支路的電流，即圖5.1電流的測(cè)量

3.時(shí)間的測(cè)量

信號(hào)時(shí)間的測(cè)量包括對(duì)信號(hào)的周期和時(shí)間常數(shù)的測(cè)量。信號(hào)周期的測(cè)量是在保證時(shí)基旋鈕（即掃描時(shí)間Time/div）

調(diào)至適當(dāng)位置時(shí)，讀出熒光屏上顯示的波形所占水平距離

L（cm），乘以時(shí)基旋鈕（Time/cm）讀數(shù)Dt，即被測(cè)信號(hào)的時(shí)間為

T=L×Dt

例如，Time/cm讀數(shù)為10ms/cm，被測(cè)波形的水平距離為

2cm，則被測(cè)信號(hào)周期為

T=2cm×10ms/cm=20ms

4.相位差的測(cè)量

兩個(gè)同頻率的正弦波的初相之差稱(chēng)為相位差。例如，u1=10sin(ωt+45°)，u2=20cos(ωt+45°)，求正弦波u1與u2

的相位差?？梢詫1化成cos，即

u1=10sin(ωt+45°)=10cos(ωt+45°－90°)

=10cos(ωt－45°)

相位差為θ=－45°－45°=－90°。表示u1滯后u290°，或u2超前u190°。測(cè)量?jī)蓚€(gè)正弦信號(hào)的相位差一般采用雙跡法。如圖5.2

所示，將兩個(gè)頻率相同的信號(hào)接入雙蹤示波器的兩個(gè)輸入端CH1和CH2，并把兩通道的輸入信號(hào)均以YT方式顯示在屏幕上。從圖中讀取L1、L2的格數(shù)，則它們的相位差為其中，的單位為度。圖5.2相位的測(cè)量

5.電容元件伏安關(guān)系的測(cè)量

電容元件是一種電子元件，它由絕緣體或電介質(zhì)材料隔離的兩個(gè)導(dǎo)體組成。

設(shè)電容元件端電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向，則有上式表示了電容元件的伏安關(guān)系，電容電流是與其電壓的變化率成比例的。例如，在電容元件兩端加正弦電壓uC=5sin(2000πt)V,選電容C=0.1μF，則電容電流為三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

(1)使用CH1通道對(duì)示波器本身提供的校準(zhǔn)信號(hào)自檢。

GOS-62020MHz雙軌跡示波器CAL(2Vp-p)：探頭校正信號(hào)輸出端，此端子輸出一個(gè)Up-p=2V,f=1kHz的方波。

TDS1002型數(shù)字式存儲(chǔ)示波器校準(zhǔn)信號(hào)Up-p=5V,f=1kHz的方波。

適當(dāng)調(diào)整Y軸旋鈕讀取方波峰—峰值，調(diào)整時(shí)間軸旋鈕讀取方波周期（頻率），將讀數(shù)填入表5-1。

(2)分別用示波器與萬(wàn)用表測(cè)量函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出電壓Vp-p=5V的不同頻率的正弦波信號(hào)，并記錄在表5-2中。

(3)用信號(hào)發(fā)生器輸出頻率f=1kHz,電壓(Up-p)=4V的方波信號(hào)，如圖5.3所示，分別用示波器的不同測(cè)量法測(cè)量，并記錄在表5-3中。圖5.3方波上升時(shí)間、下降時(shí)間及正頻寬(a)方波上升時(shí)間和下降時(shí)間；(b)方波的正頻寬

(4)用電容和電阻組成一個(gè)串聯(lián)電路，如圖5.4所示，輸入端加以正弦信號(hào)，頻率為1000Hz，電壓峰—峰值為

2V，用示波器同時(shí)觀測(cè)并記錄輸入信號(hào)ui和電阻uR的電壓波形，并比較兩者之間的相位關(guān)系。將讀數(shù)填入表5-4，并與理論值比較。

(5)（選做）如圖5.4所示，輸入端加以三角波信號(hào)，頻率為1000Hz，電壓峰—峰值為2V，用示波器同時(shí)觀測(cè)并記錄輸入信號(hào)ui和電阻uR的電壓波形，驗(yàn)證電容元件的伏安關(guān)系。圖5.4電容元件伏安關(guān)系的測(cè)量四、實(shí)驗(yàn)步驟和方法

(1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）~（3）的實(shí)驗(yàn)中讀取數(shù)據(jù)和獲得測(cè)量值的轉(zhuǎn)換方法見(jiàn)實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明。

(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（4）的電路中，R=10Ω為取樣電阻，實(shí)際是測(cè)量電容中的電流，為了減少誤差，取樣電阻R應(yīng)盡量地小,一般為R<<1/（ωC）。

(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(5)是用三角波作為電容電壓的，其導(dǎo)數(shù)波形應(yīng)該是方波，即電容電流的波形。通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證電容電流與電壓的微分關(guān)系。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

(1)測(cè)量中，信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，示波器作為測(cè)量?jī)x器，它們的公共端必須與電路中的“⊥”端接在一起。

(2)測(cè)量中，應(yīng)注意ui大小的選擇，保證測(cè)出的波形，且不損壞元件。

(3)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)RC串聯(lián)電路進(jìn)行理論計(jì)算，這樣以便與測(cè)量結(jié)果比較。

(4)電路接線完并經(jīng)檢查無(wú)誤后才可接通信號(hào)源，改接或拆線時(shí)應(yīng)先斷開(kāi)信號(hào)源。六、預(yù)習(xí)要點(diǎn)

(1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）~（3）為信號(hào)發(fā)生器和示波器的使用練習(xí)，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)詳細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)室儀器的使用說(shuō)明。

(2)如何進(jìn)行示波器的校準(zhǔn)？

(3)如果示波器屏幕上顯示的信號(hào)波形幅度太大或太小，應(yīng)調(diào)節(jié)哪個(gè)旋鈕使幅度適中？

(4)什么是占空比？如何用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出一個(gè)占空比為1∶2的方波信號(hào)？

(5)如何用示波器測(cè)量電流？取樣電阻的作用是什么？

(6)信號(hào)發(fā)生器有哪幾種輸出波形？它的輸出端能否短接？

(7)明確實(shí)驗(yàn)要達(dá)到的目的、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以及實(shí)驗(yàn)步驟和方法。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

(1)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理電路圖，標(biāo)上參數(shù)。

(2)敘述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟，給出各種理論計(jì)算的實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)。

(3)給出實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。

(4)進(jìn)行測(cè)量誤差分析。

(5)寫(xiě)出本次實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)。八、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

(1)GOS-62020MHz雙軌跡示波器或TDS1002型數(shù)字式存儲(chǔ)示波器1臺(tái)。

(2)EE1641B1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器或EE1641D函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1塊。

(3)電阻、電容元件若干。

(4)電路板1塊。實(shí)驗(yàn)7一階電路的響應(yīng)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)學(xué)習(xí)用示波器觀察RC一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)及全響應(yīng)。

(2)學(xué)習(xí)RC一階電路時(shí)間常數(shù)的測(cè)量方法。

(3)掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。

(4)觀察一階電路在周期方波信號(hào)激勵(lì)時(shí)的響應(yīng)波形，掌握其規(guī)律和特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明

1.零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的測(cè)量

動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡過(guò)程是十分短暫的單次變化過(guò)程。要用普通示波器觀察過(guò)渡過(guò)程和測(cè)量有關(guān)的參數(shù)，就必須使這種單次變化的過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)。為此，我們利用信號(hào)發(fā)生器輸出的方波來(lái)模擬階躍激勵(lì)信號(hào)，即利用方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵(lì)信號(hào)，利用方波的下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵(lì)信號(hào)。只要選擇方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大于電路的時(shí)間常數(shù)，那么電路在這樣的方波序列脈沖信號(hào)的激勵(lì)下，它的響應(yīng)就和直流電接通與斷開(kāi)的過(guò)渡過(guò)程是基本相同的。

2.時(shí)間常數(shù)的測(cè)量

如圖5.5(a)所示為RC一階電路，其零輸入響應(yīng)如圖5.5(b)所示，零狀態(tài)響應(yīng)如圖5.5(c)所示，分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長(zhǎng)，其變化的快慢決定于時(shí)間常數(shù)。圖5.5一階電路的時(shí)間常數(shù)

RC電路充放電的時(shí)間常數(shù)τ可以從響應(yīng)波形中估算出來(lái)。設(shè)時(shí)間單位t確定，對(duì)于充電曲線，幅值上升到終值的63.2%所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為一個(gè)τ(如圖5.5(b)所示)。對(duì)于放電曲線，幅值下降到初始值的36.8%所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為一個(gè)τ(如圖5.5

(c)所示)。(在示波器熒光屏上可以將初始值與終值之差在垂直方向上調(diào)成5.4格，這樣，3.4格近似為63.2%，2格近似為36.8%。)

3.微分電路

微分電路是RC一階電路中較典型的電路，考慮如圖5.6(a)所示電路，根據(jù)KVL，有

ui=uC+uo

當(dāng)uo<<uC時(shí)，ui≈uC，所以為使uo<<uC，必有。故τ=RC必須要很小。在這種情況下,圖5.6(a)所示電路就稱(chēng)為微分電路，電路中各電壓波形如圖5.6(b)所示。

可見(jiàn)，一個(gè)簡(jiǎn)單的RC串聯(lián)電路，在方波序列脈沖的重復(fù)激勵(lì)下，當(dāng)滿足τ<<T/2（T為方波脈沖的重復(fù)周期），且由R兩端的電壓作為響應(yīng)輸出時(shí)，該電路就是一個(gè)微分電路。此時(shí)電路的輸出信號(hào)電壓與輸入電壓的微分成正比。利用微分電路可以將方波轉(zhuǎn)換成尖脈沖。

4.積分電路

若將圖5.6(a)中R與C的位置調(diào)換一下，如圖5.7(a)所示，由C兩端的電壓作為響應(yīng)輸出，則根據(jù)KVL，有

ui=uR+uo

當(dāng)uo<<uR時(shí)，ui≈uR，所以圖5.6微分電路及響應(yīng)波形為使uo<<uR，必有,故τ=RC必須要很大。

在這種情況下圖5.7(a)所示電路就稱(chēng)為積分電路。電路中各電壓波形如圖5.7(b)所示。

此時(shí)電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的積分成正比。利用積分電路可以將方波變成三角波。

從輸入/輸出波形來(lái)看，上述兩個(gè)電路均起著波形變換的作用，請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中仔細(xì)觀察并記錄。圖5.7積分電路及響應(yīng)波形三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

(1)研究RC電路的方波響應(yīng)，實(shí)驗(yàn)線路原理圖如圖5.8

所示。

選取T=1ms,f=1kHz,C=0.1μF,r=50Ω。

ui(t)為方波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的周期為T(mén)的信號(hào)電壓,r為電流取樣電阻。適當(dāng)選取方波電源的周期和R、C的數(shù)值，觀察并描繪出uC(t)和iC(t)的波形。

改變R或C的數(shù)值，分別使RC=T/10，RC<<T/2，RC=T/2,RC>>T/2，觀察uC(t)和iC(t)如何變化，并作記錄。圖5.8RC一階電路的實(shí)驗(yàn)電路

(2)設(shè)計(jì)一個(gè)微分器電路，對(duì)于頻率為f=1kHz的方波信號(hào)的微分輸出滿足：①尖脈沖的幅度大于1V；②脈沖衰減到零的時(shí)間t<T/10,電容值選取：C=0.1μF時(shí)R取值范圍。四、實(shí)驗(yàn)步驟和方法

(1)計(jì)算出RC=T/10，RC<<T/2，RC=T/2，RC<<T/2的R值，C不變。

(2)每改變一次R的值，記錄uC(t)和iC(t)的波形,觀察時(shí)間常數(shù)對(duì)輸出電壓波形的影響,從而進(jìn)一步理解積分電路的作用。(3)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(2)的微分電路,選取參數(shù)。

(4)按所設(shè)計(jì)的微分電路接線，用示波器觀察和測(cè)量輸出電壓波形,檢驗(yàn)是否滿足設(shè)計(jì)要求,若不滿足要求，則找出原因，修改參數(shù)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

(1)調(diào)節(jié)電子儀器各旋鈕時(shí)，動(dòng)作不要過(guò)快、過(guò)猛。實(shí)驗(yàn)前，需熟悉雙蹤示波器的使用。觀察雙蹤時(shí)，要特別注意相應(yīng)開(kāi)關(guān)、旋鈕的操作與調(diào)節(jié)。

(2)信號(hào)源的接地端與示波器的接地端要連在一起（稱(chēng)共地），以防外界干擾而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

(3)示波器的輝度不應(yīng)過(guò)亮，尤其是光點(diǎn)長(zhǎng)期停留在熒光屏上不動(dòng)時(shí)，應(yīng)將輝度調(diào)暗，以延長(zhǎng)示波管的使用壽命。

(4)調(diào)節(jié)示波器時(shí)，要注意觸發(fā)開(kāi)關(guān)和電平調(diào)節(jié)旋鈕的配合使用，以使顯示的波形穩(wěn)定。

(5)作定量測(cè)定時(shí)，“T/div”和“V/div”的微調(diào)旋鈕應(yīng)旋至“校準(zhǔn)”位置。六、預(yù)習(xí)要點(diǎn)

(1)什么是零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)？

(2)在使用示波器觀察零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)時(shí)，用什么信號(hào)作為激勵(lì)源？

(3)何謂積分電路和微分電路，它們必須具備什么條件？它們?cè)诜讲ㄐ蛄忻}沖的激勵(lì)下，其輸出信號(hào)波形的變化規(guī)律如何？這兩種電路有什么作用？

(4)什么叫時(shí)間常數(shù)？它在電路中起什么作用？

(5)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(2)的電路設(shè)計(jì)，試計(jì)算時(shí)間常數(shù)，選取電阻的值，擬訂測(cè)量的方案。

(6)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容以及步驟和方法。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

(1)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理電路圖，標(biāo)上參數(shù)，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟。

(2)根據(jù)示波器顯示畫(huà)出各種RC電路的響應(yīng)波形，并加以比較。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果，歸納、總結(jié)積分電路和微分電路的形成條件，闡明波形變換的特征，實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。

(4)進(jìn)行測(cè)量誤差分析。

(5)寫(xiě)出本次實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)。八、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

(1)GOS-62020MHz雙軌跡示波器或TDS1002型數(shù)字式存儲(chǔ)示波器1臺(tái)。

(2)EE1641B1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器或EE1641D函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1塊。

(3)電阻、電容元件若干。

(4)電路板1塊。實(shí)驗(yàn)8二階電路的響應(yīng)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)觀察、分析二階電路響應(yīng)的三種過(guò)渡過(guò)程曲線及其特點(diǎn)，以加深對(duì)二階電路響應(yīng)的認(rèn)識(shí)和理解。

(2)觀測(cè)二階動(dòng)態(tài)電路的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)，了解電路元件參數(shù)對(duì)響應(yīng)的影響。

(3)學(xué)習(xí)欠阻尼響應(yīng)波形的衰減振蕩頻率ωd和衰減系數(shù)α的測(cè)量。二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明

(1)RLC串聯(lián)電路，無(wú)論是零輸入響應(yīng)，還是零狀態(tài)響應(yīng)，電路過(guò)渡過(guò)程的性質(zhì)都由特征方程

LCp2+RCp+1=0

的特征根=－α±決定。其中，,稱(chēng)為衰減系數(shù);

,稱(chēng)為諧振頻率;

,稱(chēng)為衰減振蕩頻率。①如果，則p1,2為兩個(gè)不相等的負(fù)實(shí)根，電路過(guò)渡過(guò)程的性質(zhì)為過(guò)阻尼的非振蕩過(guò)程。

②如果，則p1,2為兩個(gè)相等的負(fù)實(shí)根，電路過(guò)渡過(guò)程的性質(zhì)為臨界阻尼的非振蕩過(guò)程。

③如果，則p1,2為一對(duì)共軛復(fù)根，電路過(guò)渡過(guò)程的性質(zhì)為欠阻尼的振蕩過(guò)程。

改變電路參數(shù)R、L或C，均可使電路發(fā)生上述三種不同性質(zhì)的過(guò)程。

(2)由于RLC電路中存在著兩種不同性質(zhì)的儲(chǔ)能元件，因此它的過(guò)渡過(guò)程就不僅是單純的積累能量和釋放能量，還可能發(fā)生電容的電場(chǎng)能量和電感的磁場(chǎng)能量互相反復(fù)交換的過(guò)程，這一點(diǎn)取決于電路參數(shù)。當(dāng)電阻比較小時(shí)（該電阻應(yīng)是電感線圈本身的電阻和回路中其余部分電阻之和），電阻上消耗的能量較小，而L和C之間的能量交換占主導(dǎo)位置，則電路中的電流表現(xiàn)為振蕩過(guò)程；當(dāng)電阻較大時(shí)，能量來(lái)不及交換就在電阻中消耗掉了，使電路只發(fā)生單純的積累或放出能量的過(guò)程，即非振蕩過(guò)程。

(3)在電路發(fā)生振蕩過(guò)程時(shí)，其振蕩的性質(zhì)也可分為三種情況。

①衰減振蕩：電路中電壓或電流的振蕩幅度按指數(shù)規(guī)律逐漸減小，最后衰減到零。

②等幅振蕩：電路中電壓或電流的振蕩幅度保持不變，相當(dāng)于電路中電阻為零，振蕩過(guò)程不消耗能量。

③增幅振蕩：電壓或電流的振蕩幅度按指數(shù)規(guī)律逐漸增加，相當(dāng)于電路中存在負(fù)值電阻，振蕩過(guò)程中逐漸得到能量補(bǔ)充。

(4)RLC二階電路瞬態(tài)響應(yīng)的各種形式與條件可歸結(jié)如下：①，非振蕩阻尼過(guò)程。

②，非振蕩臨界阻尼過(guò)程。

③，衰減振蕩狀態(tài)。

④R=0,等幅振蕩狀態(tài)。

⑤R<0,增幅振蕩狀態(tài)。

必須注意，要實(shí)現(xiàn)最后兩種狀態(tài)，需在電路中接入負(fù)電阻元件。

(5)無(wú)論是零輸入響應(yīng)，還是零狀態(tài)響應(yīng)，電路響應(yīng)α、ωd是相同的。

現(xiàn)以零輸入響應(yīng)來(lái)分析。如圖5.9所示的零輸入響應(yīng)波

形中，,由于而峰值時(shí)sin(ωt+β)=±1,故,得所以三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

(1)RLC串聯(lián)電路的實(shí)驗(yàn)線路原理圖如圖5.10所示。調(diào)節(jié)電阻R，觀察并記錄uS(t),uC(t)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)。選取f=500Hz；R=10kΩ（可調(diào)）;C=5600pF,0.01μF;L=10mH。圖5.10二階電路的實(shí)驗(yàn)電路

(2)在欠阻尼情況下，選取R，改變L或C的值，觀察uC(t)的變化趨勢(shì)。

選取L，改變R,觀察衰減快慢及振蕩幅度，改變C觀察振蕩頻率等。將測(cè)量參數(shù)填于表5-5中，并畫(huà)出波形圖。四、實(shí)驗(yàn)步驟和方法

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)的步驟

(1)信號(hào)發(fā)生器：選擇方波，f=500Hz的信號(hào)。電壓幅值5V，直流電平（偏移量offset）為5V。

(2)示波器設(shè)置為DC耦合。信號(hào)發(fā)生器、示波器與RLC串聯(lián)電路按圖5.10所示接線。

(3)改變R的數(shù)值，使電路分別處于過(guò)阻尼、臨界阻尼、欠阻尼狀態(tài)，觀察并描繪出uS(t)和uC(t)的波形。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(2)的步驟

(1)在欠阻尼情況下繼續(xù)改變R，觀察uC(t)波形中R對(duì)衰減系數(shù)α的影響。

(2)在欠阻尼情況下改變C，觀察uC(t)波形中C對(duì)衰減振蕩頻率ωd的影響。

(3)按表5-5中要求R分別取，，觀察仿真與實(shí)驗(yàn)波形，并作記錄。例如，計(jì)算R值。當(dāng)