1..测量时间常数

2.．微分电路,积分电路

(a)微分电路

(b)积分电路

时间常数

的测量

R=4K

R=1K

R=6K C=0.22U

R=1K

R=1K

三、误差分析

1)实验过程中的读数误差 2)仪器的基本误差

3)导线连接不紧密产生的接触误差

四、实验总结

在RC一阶电路的R=2k，C=0.047u中理论值t=RC=0.094MS，在仿真实验中t=0.093.5ms 其相对误差为r=0.0005/0.094*100%=0.531%<5% 在误差允许的范围内测得的数值可以采用。

当T=t时，Uc(t)=0.368Us，此时所对应的时间就是t，亦可用零状态响应波形增长到0.632Us所对应的时间测量。

在RC的数值变化时，即t=RC也随之变化，t越小其响应变化就越快，反之越慢。 积分电路的形成条件：一个简单的RC串联电路序列脉冲的重复激励下，当满足t=RC>>T/2条件时，且由C端作为响应输出，即为积分电路。

积分电路波形变换的特征:积分电路可以使输出方波转换成三角波或斜波。积分电路可以使矩形脉冲波转换成锯齿波或三角波。

稍微改变电阻值或增大C值，RC值也会随之变化，t越大，锯齿波的线性越好。

实验　一阶电路暂态过程的研究

一、实验目的

1、研究ＲＣ一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点；

2、学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响；

3、掌握微分电路和积分电路的基本概念。

二、实验设备

1、GDS-1072-U数字示波器

2、AFG

2025函数信号发生器

(方波输出)

3、EEL-52组件(含电阻、电容)

三、实验原理

1、ＲＣ一阶电路的零状态响应

ＲＣ一阶电路如图11-1所示，开关S在‘1’的位置，ｕC＝0，处于零状态，当开关S合向‘2’的位置时，电源通过R向电容C充电，ｕC(ｔ)称为零状态响应。

变化曲线如图11-2所示，当ｕC上升到所需要的时间称为时间常数，。

2、ＲＣ一阶电路的零输入响应

在图11-1中，开关S在‘2’的位置电路电源通过R向电容C充电稳定后，再合向‘1’的位置时，电容C通过R放电，ｕC(ｔ)称为零输入响应。

输出变化曲线如图11-3所示，当ｕC下降到所需要的时间称为时间常数，。

3、测量ＲＣ一阶电路时间常数

图11－1电路的上述暂态过程很难观察，为了用普通示波器观察电路的暂态过程，需采用图11－4所示的周期性方波ｕS作为电路的激励信号，方波信号的周期为T，只要满足

，便可在普通示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。

电阻R、电容C串联与方波发生器的输出端连接，用双踪示波器观察电容电压ｕC，便可观察到稳定的指数曲线，如图11-5所示，在荧光屏上测得电容电压最大值：

取

，与指数曲线交点对应时间ｔ轴的ｘ点，则根据时间ｔ轴比例尺(扫描时间)，该电路的时间常数。

4、微分电路和积分电路

在方波信号ｕS作用在电阻R、电容C串联电路中，当满足电路时间常数远远小于方波周期T的条件时，电阻两端(输出)的电压ｕR与方波输入信号ｕS呈微分关系，，该电路称为微分电路。当满足电路时间常数远远大于方波周期T的条件时，电容C两端(输出)的电压ｕC与方波输入信号ｕS呈积分关系，，该电路称为积分电路。

微分电路和积分电路的输出、输入关系如图11－6

(ａ)、(ｂ)所示。

四、实验内容

实验电路如图11-7所示，图中电阻R、电容C从

EEL-51D组件上选取(请看懂线路板的走线，认清激励

与响应端口所在的位置；认清Ｒ、Ｃ元件的布局及其标称值；各开关的通断位置等)，用双踪示波器观察电路激励(方波)信号和响应信号。ｕS为方波输出信号，调节函数信号发生器输出，从示波器上观察，使方波的峰－峰值和频率为：ＶP

-

P＝2Ｖ，f=1ｋHz。

1、ＲＣ一阶电路的充、放电过程

(1)测量时间常数τ

选择EEL-52组件上的Ｒ、Ｃ元件，令Ｒ=3KΩ，Ｃ＝0.01μＦ，用示波器观察激励ｕS与响应ｕC的变化规律，测量并记录时间常数τ。

(2)观察时间常数τ(即电路参数R、C)对暂态过程的影响

令Ｒ＝5kΩ，Ｃ=0.02μＦ，通过双踪示波器观察并描绘电路激励和响应的波形，继续增大Ｃ(取0.02μＦ～0.１μＦ)或增大R(取10kΩ)，定性观察对响应波形的影响。

2、微分电路和积分电路

(1)积分电路

选择EEL-51D组件上的Ｒ、Ｃ元件组成如图11-8电路，令Ｒ＝10KΩ，Ｃ＝0.１μF，用双踪示波器观察激励ｕS与响应ｕC的变化规律并绘出曲线图。

(2)微分电路

将图11-8实验电路中的Ｒ、Ｃ元件位置互换，组成如图11-9电路，令Ｒ＝600Ω，Ｃ＝0.0１μF，用双踪示波器观察激励ｕS与响应ｕR的变化规律并绘出曲线图。

图11-8

积分电路示意图

图11-9

微分电路示意图

五、实验注意事项

1、调节电子仪器各旋钮时，动作不要过猛。实验前，尚需熟读双踪示波器的使用说明，特别是观察双踪时，要特别注意开关，旋钮的操作与调节。

2、信号源的接地端与示波器的接地端是连在一起的(称共地)，以防外界干扰而影响测量的准确性。但由于他们内部已经“共地”，使用时要特别注意因共地使被测电路造成短路。

六、预习与思考题

1、用示波器观察ＲＣ一阶电路零输入响应和零状态响应时，为什么激励必须是方波信号？

2、已知ＲＣ一阶电路的Ｒ＝10KΩ，Ｃ＝0.01μF，试计算时间常数τ，并根据τ值的物理意义，拟定测量τ的方案。

3、在ＲＣ一阶电路中，当Ｒ、Ｃ的大小变化时，对电路的响应有何影响？

4、何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？它们在方波激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功能？

七、实验报告要求

1、根据实验内容1(1)观测结果，绘出ＲＣ—阶电路充、放电时ＵC与激励信号对应的变化曲线，由曲线测得τ值，并与参数值的理论计算结果作比较，分析误差原因。

2、根据实验内容2观测结果，绘出积分电路、微分电路输出信号与输入信号对应的波形。

3、回答思考题。

实验报告

课程：__________实验名称:__________

日期:___________完成者:_______合作者:_________

一、 实验目的：

二、 实验设备：

三、 实验原理：

四、 实验内容及步骤：

五、 实验结果分析：

六、 思考题的回答：

学号姓名(邮址)《电路分析》实验1

实验一

一、实验目的：

1.

2.

二、实验内容：

1.

2.

三、实验总结

四、实验要求

1． 提前预习、实验前作好设计准备，并随时接受实验指导老师检查。

2． 实验结束时，完成所有实验内容，并演示说明设计要点，提交电子版实验报告，

并由实验指导老师检查登记。

五、思考题

1.三极管工作在放大状态的条件是什么？

2.三极管的三个极的电流关系是什么样的？

3.试设计方案验证三极管的微变小信号等效电路。

【注：

1、页眉中将红色的“学号”、“姓名”和“邮址”改为你的真实学号、姓名和电邮地址。

2、按蓝字提示填入文字或插入相关图形文件，完成电子版实验报告，保存为：学号姓名电路分析实验1.doc。

3、将电子版实验报告,提交至教师指定的服务器文件夹或用电子邮件发送至：zhujin@xjau.edu.cn 。】

物理实验报告

班级：_____ 姓名：________ 学号：______实验日期：________ 同组者：______________________指导教师：__________ 实验名称：组装电路

实验目的：根据要求设计电路并连接实物图；知道开关在不同位置对电路是否有

影响

实验器材：电源 开关 导线 灯座 小灯泡

实验原理：

实验步骤及结论：

1、 设计要求：一个开关同时控制2盏灯，同时亮同时灭。

2、 设计要求：用两个开关控制2盏灯，要哪只灯泡亮，哪只就

亮，并且两只灯泡的亮灭互不影响。(注明哪个开关控制那

盏灯)

整理器材