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实验：二 阶电路的响应

实验：二 阶电路的响应. 实验目的 实验原理 实验仪器 实验步骤 实验报告 实验现象 实验结果分析 实验相关知识 实验标准报告. 实验目的. 观察二阶网络在过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种情况下响应波形。 研究二阶网络参数与响应的关系。 进一步掌握示波器的使用。. 实验原理. 凡是可用二阶微分方程描述的电路称为二阶电路。. 实验原理. 图 3-6-1 中所示为 RLC 串联电路，它可用下述线性二阶常微分方程描述： 初始值为： 求解微分方程，得到 ，. 再依据. 求得. 实验原理.

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实验：二 阶电路的响应

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Presentation Transcript

  1. 实验：二阶电路的响应 • 实验目的 • 实验原理 • 实验仪器 • 实验步骤 • 实验报告 • 实验现象 • 实验结果分析 • 实验相关知识 • 实验标准报告

  2. 实验目的 • 观察二阶网络在过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种情况下响应波形。 • 研究二阶网络参数与响应的关系。 • 进一步掌握示波器的使用。

  3. 实验原理 • 凡是可用二阶微分方程描述的电路称为二阶电路。

  4. 实验原理 图3-6-1中所示为RLC串联电路，它可用下述线性二阶常微分方程描述： 初始值为： 求解微分方程，得到， 再依据 求得

  5. 实验原理 • RLC串联电路的零输入响应与零状态响应都与微分方程的系数有关，即与元件参数有关。 定义衰减系数（阻尼系数） 谐振角频率： 方程写为： 特征方程为： 特征根： 根据特征根形式的不同，响应分为阻尼、临界阻尼、欠阻尼三种情况。

  6. 实验原理 当 ， （1）当 时，S1，S2均为不同的实根 电容电压 电感电流 电感电压

  7. 实验原理 v(t)响应是非振荡性，称为过阻尼。

  8. 实验原理

  9. 实验原理

  10. 实验原理 （2）当 时，S1，S2为两个相等的负实根， 电容电压 电感电流 电感电压

  11. 实验原理

  12. 实验原理

  13. 实验原理

  14. 实验原理 （3）当 时，S1，S2为一对共轭复数根， 电容电压 电感电流 电感电压

  15. 实验原理

  16. 实验原理

  17. 实验原理

  18. 实验原理 响应是振幅指数衰减的振荡，称为欠阻尼振荡情况。 • 特征根的实部决定衰减的快慢； • 虚部决定振荡的快慢。

  19. 实验仪器 • 数字示波器 1台 • 功率函数发生器 1台 • 可调电阻箱 1只 • 可调电容箱 1只 • 电感线圈 1只 • 数字万用表 1只

  20. 数字示波器

  21. 功率函数发生器

  22. 可调电阻箱

  23. 可调电容箱

  24. 电感线圈

  25. 数字万用表

  26. 实验步骤 • （a） ，计算R的值，使暂态过程分别为、临界阻尼、欠阻尼，调节可变电阻箱观察临界电阻理论值与实际值的差异。 （b）用功率函数信号发生器DF1631的功率输出档输出±8V的方波，取合适的方波频率，使衰减振荡有足够的时间减小到零。画出过阻尼、临界阻尼、欠阻尼的电容电压和电流波形，示波器是通过观察电阻的电压来间接观察电流波形的。

  27. 实验步骤 (c)利用临界阻尼响应的特点，测出 。 从欠阻尼振荡的波形，计算以下两个参数。 • 改变C，使 ，重复进行步骤1的过程； • 改变方波发生器频率，观察当方波周期过短，过渡过程不能完成时的波形。

  28. 实验报告 • 画出过阻尼、临界阻尼、欠阻尼的电容电压和电流波形。 • 从欠阻尼振荡的波形，计算以下两个参数。

  29. 实验现象

  30. 实验结果分析 • 当 时，响应为过阻尼响应。 • 当 时，响应为临界阻尼响应。 • 当 时，响应为欠阻尼响应。 • 当 时，响应为无阻尼响应。

  31. 实验相关知识 • 预习知识及要求 • 相关知识点 • 注意事项

  32. 预习知识及要求 • 预习二阶网络的响应的四种类型：过阻尼、临界阻尼、欠阻尼、无阻尼。 • 二阶网络参数于四种响应的关系。

  33. 相关知识点 • 二阶电路的零输入响应 • 二阶电路的零状态响应

  34. 注意事项 • 用功率函数信号发生器DF1631的功率输出档输出±8V的方波，取合适的方波频率，使衰减振荡有足够的时间减小到零。 • “共地”：示波器的“地”与信号源的“地”应接在同一点。

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