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实验报告一、实验题目一阶动态电路的响应测试二二、实验内容1、研究RC电路的方波响应。选择T/RC比值分别为10、5、1时，电路参数：R=100K，C=10µF。2、观测积分电路的Ui(t)和Uc(t)的波形，记录频率对波形的影响，从波形图上测量时间常数。积分电路的输入信号是方波，Vpp=3V。3、观察微分电路的Ui(t)和UR(t)的波形，记录频率对波形的影响。微分电路的输入信号也是方波，Vp-p=3V。三、实验环境1、面包板与电路元件100千欧的电阻，10uF的电容2、信号源（DG1022U）3、示波器（安捷伦InfiniiVisionDSO-X2012A）四、实验原理和实验电路1、一阶电路在一个电路简化后（如电阻的串并联，电容的串并联，电感的串并联化为一个元件），只含有一个电容或电感元件（电阻无所谓）的电路叫一阶电路。主要是因为这样的电路的Laplace等效方程中是一个一阶的方程。2、实验原理含有L、C储能元件(动态元件)的电路，其响应可用微分方程求解。凡是可用一阶微分方程描述的电路，称为一阶电路。一阶电路可由一个动态元件和多个电阻元件组成。时间常数τ是反映过渡过程快慢的物理量。τ值越大，暂态响应所持续的时间越长，即过渡过程的时间越长；反之，τ值越小，过渡过程的时间越短。τ值可由公式τ=RC算得，而当电路参数未知时，则可从响应的波形上估算出来。以RC充放电电路为例，设时间坐标单位t确定，对于充电曲线来说，幅值上升到终值的63.2%所对应的时间为一个τ；对于放电曲线，幅值下降到初值的36.8%所对应的时间为一个τ。另外，RC串联电路的时间常数也可从i--t曲线上，任意选取两点P(i1t1)和Q(i2t2)，利用关系式：算出。3、电路图（1）微分电路一个简单的RC串联电路，在方波脉冲的重复激励下，当满足τ=RCT/2时（T为方波脉冲的重复周期），且由R两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。因此此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。（2）积分电路一个简单的RC串联电路，在方波脉冲的重复激励下，当满足τ=RCT/2时（T为方波脉冲的重复周期），且由C两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个积分电路。此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。五、实验步骤1、按照实验电路图在面包板上搭建微分电路；2、打开函数信号源，设定相应的参数，将探头接入面包板中的电路；3、打开示波器，将探头接入面包板中的电路，并按照实验要求设置好测量模式；4、电路准确无误，按下函数信号源的“output”键，观察屏幕所出波形并调节；5、改变周期，得出后波形后，记录相应波形图及相应参数，进行分析测量；6、断开电路，按积分电路电路图搭建电路；电路无误后，按下函数信号源的“output”键，改变周期，并记录波形图及相应参数；7、整理仪器，处理数据。六、数据记录和处理1、积分电路激励响应周期（T/ms）—9.98620.00499.98频率（f/Hz）—100.0950.14010.001最大值（Vmax/V）1.180.080.3901.24最小值-1.84-0.670-0.970-1.78（Vmin/V）峰峰值（Vpp/V）3.020.7401.373.022、微分电路激励响应周期（T/ms）—50.00100.00频率（f/Hz）—20.00010.001最大值（Vmax/V）1.222.632.87最小值（Vmin/V）-1.92-2.67-2.91峰峰值（Vpp/V）3.145.35.8结果分析：1、电阻、电容的值不准确；2、操作示波器的光标移动时可能存在判断上的误差，使得时间读数不精准，3、示波器的电压读数并不连续，使得读数有误；七、实验结果分析1、由于需要保存的数据过多，所以导致数据产生混乱，对于微分电路的数据测量测重复了一组；如图：2、微分电路的T/RC比值不符合实验内容的要求，我所做实验的T/RC比值是1,2；八、实验总结通过这次实验，我对一阶动态电路有了更深入的了解，进一步了解一阶动态电路的特点、基本组态、性能参数，熟练掌握示波器的测量方法和操作步骤；也得到了很多经验和教训。经验需要汲取，错误需要改正，希望在接下来的实验中我能在老师的指导下做的更好。做实验不要慌乱，不要因为需要保存的数据多就混乱，一点一点检查清楚才能做好完整的实验。实验者：马欣2014年12月14日