電路分析基礎實驗 3.2二階動態電路響應及觀測_第1頁
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文檔簡介

二階動態電路響應及觀測課程：電路分析基礎實驗（電路與電子線路實驗1）呂偉鋒、盧振洲

二階動態電路響應及觀測觀測二階動態電路響應的特點和規律了解二階動態電路元件參數對響應的影響鞏固和加強電子測量儀器的使用能力一.實驗目的

二階動態電路響應及觀測二.實驗儀器序號儀器名稱型號或規格主要功能及特點1雙蹤示波器

2功率函數信號發生器

3九孔方板及元件

二階動態電路響應及觀測三.實驗原理當電路中含有兩個獨立的儲能元件時就構成二階動態電路。圖3.2.1所示為二階RLC串聯電路。圖3.2.1

二階RLC串聯電路

二階動態電路響應及觀測三.實驗原理以零輸入響應為例，此時電路方程為特征根：衰減系數：諧振角頻率：s1、s2決定了零輸入響應的形式。根據R、L、C元件參數的不同，電路可能會出現過阻尼、臨界阻尼、欠阻尼三種情況。

二階動態電路響應及觀測三.實驗原理1.過阻尼當

，即

時為過阻尼情況，這時s1、s2為兩不相等的負實根，其解形式為

。此時電路響應是非振蕩衰減的。2.臨界阻尼當

，即

時為臨界阻尼情況，這時s1=s2=-α為相等負實根，其解形式為

。

此時電路響應也是非振蕩衰減的，但是這種過程是振蕩和非振蕩的分界線。

二階動態電路響應及觀測三.實驗原理3.欠阻尼當

，即

時為欠阻尼情況，這時s1、s2為一對共軛復數，其解形式為

，其中

。此時的響應是衰減振蕩，如圖3.2.2所示。

圖3.2.2

二階動態電路欠阻尼振蕩波形

二階動態電路響應及觀測四.實驗內容及步驟1.觀測三種狀態電路響應(基礎實驗）(1)按圖3.2.3所示連接電路和儀器，將圖中的vc信號送入示波器的CH1通道，vR信號送入示波器的CH2通道。圖3.2.3

實驗電路和參數

二階動態電路響應及觀測四.實驗內容及步驟1.觀測三種狀態電路響應(基礎實驗)(2)在電路的vin處輸入VP-P=2V，f=1kHz的方波作為電路的激勵，調節電位器的阻值，使電路處于過阻尼狀態，觀測并繪制vc、vR(IL)的波形圖。(3)改變電位器的阻值，使電路處于臨界阻尼狀態，觀測并繪制vc、vR(IL)的波形圖。(4)繼續改變電位器的阻值，使電路處于欠阻尼狀態。觀測并繪制vc、vR(IL)的波形圖。

二階動態電路響應及觀測四.實驗內容及步驟2.測振蕩角頻率

的值(基礎實驗)在欠阻尼時，從示波器上測得

的值，并將其與實際計算進行比較。3.狀態軌跡的顯示和觀測(提高要求）將示波器X-Y開關打開，觀測并記錄狀態變量vc、IL(vR)形成的軌跡。

二階動態電路響應及觀測五.實驗注意事項1.為了使瞬態過程周期性重復出現便于示波器觀察，可用階躍信號代替方波激勵。2.觀測vc信號的同軸電纜的兩個夾子，分別接vc輸出端和地。

二階動態電路響應及觀測六.實驗預習思考題1.預習有關二階RLC電路響應的解的形式相關理論知識。2.根據實驗電路圖，計算電路分別處于過阻尼、臨界阻尼、欠阻尼時的串聯電阻。3.實驗中實際觀測的電容電壓是vc+vR,而不是電壓vc，這

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