实验报告-RC一阶电路的响应测试

RC一阶电路的响应测试实验报告实验报告：RC一阶电路的响应测试一、实验目的：1.掌握RC一阶电路的响应特性；2.了解RC一阶电路的时间常数对电路响应的影响；3.学会使用示波器观察电路的动态响应。

二、实验原理：由于充电或放电需要一定的时间，电路的响应是有延迟的。

根据电容充电时间常数τ的不同，可以将RC电路分为快速响应和慢速响应两种情况。

电容C的充电或放电方程为：i(t) = C * dV(t) / dt根据Ohm's Law，电路中的电流和电压之间的关系为：V(t) = VR(t) + VC(t) = i(t) * R + V0 * exp(-t/τ)其中，VR(t)是电阻R上的电压，VC(t)是电容C上的电压，V0是电路初始电压，τ=C*R是电路的时间常数。

当输入信号为直流电压时，电路将会处于稳态，电容将保持充电或放电状态，直到与电源电压相等。

当输入信号为瞬态电压时，电路将会发生响应，电容充放电的过程导致电压变化。

三、实验器材和仪器：1.RC电路板；2.直流电源；3.示波器；4.电阻和电容。

四、实验步骤：1.将示波器的地线和信号触发线接地。

2.按照实际电路中的元件数值，在RC电路板上连接电阻和电容。

3.将示波器的一个探头连接到电阻两端，另一个探头连接到电容的一端。

4.打开直流电源，设定合适的电压大小，使电路处于稳定状态。

5.调整示波器的触发模式和触发电平，保证波形稳定可观察。

6.增加或减小直流电压，观察电路响应，并记录波形。

7.改变电阻或电容的数值，重复步骤6，观察并记录不同响应特性。

8.关闭直流电源和示波器，取下电路连接。

五、实验数据及结果：实验中，我们首先建立了一个由1000Ω电阻和0.1μF电容串联组成的RC电路。

然后，我们分别给电路输入不同幅值和时间常数的矩形波信号，观察电路的响应。

1.输入直流电压的稳态响应：当输入直流电压时，电路处于稳态，电容已经充电到与电源电压相等的电压值。

RC 一阶电路的响应测试实验目的1. 测定RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。

2. 学习电路时间常数的测量方法。

3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。

4. 进一步学会用示波器观测波形。

1.t=0时在没有外加激励时，仅由t=0零时刻的非零初始状态引起的响应称为零输入响应称为，它取决于初始状态和电路特性（通过时间常数τ=RC 来体现），这种响应时随时间按指数规律衰减的。

在零初始状态时仅由在t 0时刻施加于电路的激励引起的响应称为零状态响应，它取决于外加激励和电路特性，这种响应是由零开始随时间按指数规律增长的。

线性动态电路的完全响应为零输入响应和零状态响应之和。

含有耗能元件的线性动态电路的完全响应也可以为暂态响应与稳态响应之和，实践中认为暂态响应在t=5τ时消失，电路进入稳态，在暂态还存在的这段时间就成为“过渡过程”。

2. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。

要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。

为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。

只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。

3. 时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如图9-1(b)所示。

根据一阶微分方程的求解得知u c ＝U m e -t/RC ＝U m e -t/τ。

当t ＝τ时，Uc(τ)＝0.368U m 。

此时所对应的时间就等于τ。

亦可用零状态响应波形增加到0.632U m 所对应的时间测得，如图9-1(c)所示。

(b) 零输入响应 (a) RC 一阶电路 (c) 零状态响应图 9-14. 微分电路和积分电路是RC 一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件C τ τ参数和输入信号的周期有着特定的要求。

一阶电路的响应测试实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解一阶电路的响应特性，包括零输入响应、零状态响应和全响应，并通过实际测量和数据分析来验证相关理论知识。

二、实验原理一阶电路是指只含有一个储能元件（电感或电容）的线性电路。

在一阶电路中，根据电路的初始状态和外加激励的不同，可以产生不同的响应。

零输入响应是指在没有外加激励的情况下，仅由电路的初始储能所引起的响应。

对于由电阻和电容组成的一阶 RC 电路，当电容初始电压为＼（U_0\），放电过程中电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的变化规律为＼（u_C(t) ＝ U_0 e^｛＼frac{t}｛RC}｝＼）。

零状态响应是指在电路初始储能为零的情况下，仅由外加激励所引起的响应。

对于一阶 RC 电路，在充电过程中，电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的变化规律为＼（u_C(t) ＝ U(1 e^｛＼frac{t}｛RC}｝）＼），其中＼（U\）为外加电源的电压。

全响应则是电路的初始储能和外加激励共同作用所产生的响应，可以看作零输入响应和零状态响应的叠加。

三、实验设备与器材1、示波器2、信号发生器3、电阻、电容4、实验面包板5、导线若干四、实验步骤1、按照实验电路图在面包板上搭建一阶 RC 电路，选择合适的电阻值＼（R\）和电容值＼（C\）。

2、首先进行零输入响应测试。

给电容充电至一定电压＼（U_0\），然后断开电源，用示波器观察并记录电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的变化曲线。

3、接着进行零状态响应测试。

将电容放电至零初始状态，然后接通电源，用示波器观察并记录电容电压＼（u_C(t)＼）随时间的上升曲线。

4、最后进行全响应测试。

给电容充电至某一初始电压，然后接通电源，观察并记录电容电压＼（u_C(t)＼）的变化曲线。

五、实验数据记录与处理1、零输入响应记录的电容电压下降曲线显示，在初始时刻电容电压为＼（U_0 ＝ 5V\），经过一段时间后，电压逐渐下降。

RC 一阶电路的响应测试一．实验目的1.测定RC一阶电路的零输入相应，零状态响应及完全响应2.学习电路时间常数的测定方法3.掌握有关微分电路和积分电路的概念4.进一步学会用示波器测绘图形二．原理说明动态网络的过渡过程是身份短暂的单次变化过程，对时间常数较大的电路，可以用扫描长的余辉示波器观察光点的移动轨迹。

然而能用一般的双踪示波器观察过渡过程和测有段数据的，必须使用这种单次变化的过程重复出现。

为此，我们利用信号发生器来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶阶跃信号；方波的下降沿作为零输入响应的负阶阶跃信号。

RC一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢取决于电路的时间常数。

微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输出信号的周期有着一定得要求。

一个简单的RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，且由R端作为响应作为输入。

三．实验仪器函数信号发生器*1；双踪示波器*1.四．实验内容及步骤1.按照实验内容在仿真软件上建立好如下电路图：2.设置信号发生器的参数为U=3V，f=1KHz，点击运行，示波器显示如下：3.将示波器接在电阻两端，观察示波器如下：4.令R=10KΏ,C=3300PF，重复上述步骤，示波器显示如下：5.令C=3300PF,R=30KΏ,重复上述测量，示波器显示如下：五．实验总结1，仿真实验与真实实验的差别。

仿真实验是利用计算机编制程序来模拟实验进程的行为。

要进行仿真实验需要大量的参数，还要一个符合真实情况运行的程序。

仿真实验的参数都是通过前人大量的实验得到的。

仿真实验的目的就是节省原料，同时仿真实验的结果和真实实验的结果对照，可以检验各种从实验中归纳出来的定理定律是否正确。

同时实验室做实验的时候存在实验环境的限制，大多数时候的出来的数据与理论存在一定的偏差，因此会对实验结论的得出有一定的影响，在直观性上远不及仿真实验。

实验报告祝金华PB15050984实验题目：RC 一阶电路的响应测试 实验目的1. 测定RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。

2. 学习电路时间常数的测量方法。

3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。

4. 进一步学会用示波器观测波形。

实验原理1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。

要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。

为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。

只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。

2.图1(b)所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。

3. 时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如图1(a)所示。

根据一阶微分方程的求解得知u c ＝U m e -t/RC ＝U m e -t/τ。

当t ＝τ时，Uc(τ)＝0.368U m 。

此时所对应的时间就等于τ。

亦可用零状态响应波形增加到0.632 U m 所对应的时间测得，如图1(c)所示。

(a) 零输入响应 (b) RC 一阶电路 (c) 零状态响应图 14. 微分电路和积分电路是RC 一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。

一个简单的 RC 串联电路， 在方波序列脉冲的重复激励下，当满足τ＝RC<<2T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，这就是一个微分电路。

因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。

如图2(a)所示。

利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。

(a) 微分电路 (b) 积分电路图2若将图2（a ）中的R 与C 位置调换一下，如图2（b ）所示，由 C 两端的电压作为响应输出。

RC一阶电路的响应测试实验报告二．RC一阶电路的响应测试一、实验目的1. 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。

2. 学习电路时间常数的测量方法。

3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。

4. 进一步学会用示波器观测波形。

二、原理说明1. 电路中某时刻的电感电流和电容电压称为该时刻的电路状态。

t=0时电感的初始电流iL（0）和电容电压uc（0）称为电路的初始状态。

在没有外加激励时，仅由t=0零时刻的非零初始状态引起的响应称为零输入响应称为，它取决于初始状态和电路特性（通过时间常数τ=RC来体现），这种响应时随时间按指数规律衰减的。

在零初始状态时仅由在t0时刻施加于电路的激励引起的响应称为零状态响应，它取决于外加激励和电路特性，这种响应是由零开始随时间按指数规律增长的。

线性动态电路的完全响应为零输入响应和零状态响应之和。

含有耗能元件的线性动态电路的完全响应也可以为暂态响应与稳态响应之和，实践中认为暂态响应在t=5τ时消失，电路进入稳态，在暂态还存在的这段时间就成为“过渡过程”。

2. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。

要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。

为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。

只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。

3. 时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如图9-1(b)所示。

根据一阶微分方程的求解得知uc＝Ume图9-1(c)所示。

-t/RC＝Ume-t/τ。

当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368Um。

此时所对应的时间就等于τ。

亦可用零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得，如UmutUmcc0.632tTFG2000系列DDS函数信号发生器使用指南石家庄市无线电四厂石家庄数英电子科技有限公司 1(b) 零输入响应 (a) RC一阶电路 (c) 零状态响应图 9-14. 微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。

rc一阶电路的响应测试实验报告实验目的，通过实验，了解RC一阶电路对直流电压和交流电压的响应特性，掌握RC一阶电路的响应测试方法及实验步骤。

实验仪器与设备，示波器、信号发生器、电阻箱、电容器、万用表、直流稳压电源、导线等。

实验原理，RC一阶电路是由电阻和电容串联而成的电路。

在实验中，我们将通过对RC电路施加不同的输入信号，观察电路的响应情况，了解电路的频率特性和相位特性。

实验步骤：1. 搭建RC一阶电路。

将电阻和电容串联连接，接入示波器和信号发生器。

调节信号发生器的频率和幅值，使其输出正弦波信号。

2. 测量直流电压响应。

将信号发生器输出直流电压信号，通过示波器观察电路的响应情况。

记录电路的电压响应曲线，并测量电路的时间常数。

3. 测量交流电压响应。

将信号发生器输出交流电压信号，通过示波器观察电路的响应情况。

记录电路的电压响应曲线，并测量电路的频率特性和相位特性。

实验数据与分析：1. 直流电压响应曲线如图所示。

根据实验数据，我们可以得到电路的时间常数τ=RC，其中R为电阻值，C为电容值。

时间常数τ描述了电路对直流信号的响应速度，τ越小，电路的响应速度越快。

2. 交流电压响应曲线如图所示。

根据实验数据，我们可以得到电路的频率特性和相位特性。

当输入信号的频率接近电路的截止频率时，电路的响应幅值将下降，相位延迟将增加。

这表明电路对高频信号的响应能力较弱。

实验结论，通过本次实验，我们深入了解了RC一阶电路对直流电压和交流电压的响应特性。

我们掌握了RC一阶电路的响应测试方法，并通过实验数据分析了电路的时间常数、频率特性和相位特性。

这些知识对于我们理解电路的响应特性，设计滤波器和信号处理器等具有重要的意义。

实验注意事项：1. 在搭建电路时，务必注意电路连接的正确性，避免出现短路或断路等情况。

2. 在测量电路响应时，要注意调节信号发生器的频率和幅值，确保输出信号符合实验要求。

3. 实验过程中要注意安全，避免触电和短路等危险情况的发生。

电路原理实验RC一阶电路的响应测试RC一阶电路是由电阻R和电容C组成的电路。

它是一种常见的滤波电路，可以用于对信号进行滤波和延时等处理。

本实验将对RC一阶电路的响应进行测试，包括频率响应和时间响应两个方面。

一、频率响应测试频率响应测试可以了解RC一阶电路对不同频率信号的响应情况，即电路的频率特性。

我们可以通过改变输入信号的频率，测量输出信号的幅值和相位，从而绘制出RC电路的幅频特性曲线和相频特性曲线。

实验步骤如下：1.搭建RC一阶电路实验电路。

将电容C和电阻R按照串联的方式连接，接入信号发生器的输出端，然后将电路的输出端连接到示波器上。

确保电路接线正确，电容C和电阻R的数值符合实验要求。

2.打开信号发生器和示波器，将信号发生器的频率调节到最低，幅值调节到合适的范围内。

3.逐步增加信号发生器的频率，同时观察示波器上输出信号的幅值和相位。

记录下不同频率下的输出幅值和相位数据。

4.根据记录的数据，绘制RC电路的幅频特性曲线和相频特性曲线。

可以选择使用半对数坐标系或对数坐标系进行绘制，以更清晰地展示电路的频率特性。

二、时间响应测试时间响应测试可以了解RC一阶电路对输入信号的响应速度和衰减情况。

我们可以通过输入一个脉冲信号或方波信号，观察输出信号的波形，从而了解RC电路的时间特性。

实验步骤如下：1.搭建RC一阶电路实验电路。

将电容C和电阻R按照串联的方式连接，接入信号发生器的输出端，然后将电路的输出端连接到示波器上。

确保电路接线正确，电容C和电阻R的数值符合实验要求。

2.打开信号发生器和示波器，将信号发生器的频率调节到适当的范围内，幅值调节到合适的范围内。

3.输入一个脉冲信号或方波信号，观察示波器上输出信号的波形。

记录下输出信号的上升时间、下降时间和衰减时间等数据。

4.根据记录的数据，分析RC电路的时间特性。

可以计算RC电路的时间常数，即RC的乘积，进一步了解电路的响应速度和衰减情况。

总结：通过频率响应测试和时间响应测试，我们可以全面了解RC一阶电路的响应特性。

实验三 RC 一阶电路的响应测试一、 实验目的1. 测定RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。

2. 学习电路时间常数的测量方法。

掌握有关微分电路和积分电路的概念。

3. 进一步学会用示波器观测波形。

二、 实验仪器1、函数信号发生器2、 双踪示波器3、 动态电路实验板 三、实验原理1. 东态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。

要用普通示波器观察过渡过程和 测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。

为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号； 利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。

只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数T ,那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与 断开的过渡过程是基本相同的。

2•图7-1 (b )所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和 增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数 T 。

3.时间常数T 的测定方法： 用示波器测量零输入响应的波形如图7-1(a)所示。

根据一阶微分方程的求解得知 u c = U m e -t/R C = U m e"T 。

当t = T 时，Uc( T )= 0.368U m 。

此 时所对应的时间就等于 T 。

亦可用零状态响应波形增加到 0.632U m 所对应的时间测得，如图 7-1(c)所示。

TT 4. 微分电路和积分电路是 RC 一阶电路中较典型的电路,它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。

一个简单的RC 串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下， 当a)零输入响应(b) RC 一阶电路 图7-1(c)零状态响应满足T = RC<< T 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 2电路就是一个微分电路。

因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。

RC一阶电路的响应测试--实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验六RC一阶电路的响应测试一、实验目的1. 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。

2. 学习电路时间常数的测量方法。

3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。

4. 进一步学会用虚拟示波器观测波形。

二、原理说明1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。

要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。

为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。

只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。

2.图6-1（b）所示的RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。

3. 时间常数τ的测定方法用示波器测量零输入响应的波形如图6-1(a)所示。

根据一阶微分方程的求解得知u c＝U m e-t/RC＝U m e-t/τ。

当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368U m。

此时所对应的时间就等于τ。

亦可用零状态响应波形增加到0.632U m所对应的时间测得，如图6-1(c)所示。

(a) 零输入响应(b) RC一阶电路(c) 零状态响应图6-14. 微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。

一个简单的RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，当满足τ＝RC<<2T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，这就是一个微分电路。

因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。