实验九实验报告(二)--一阶动态电路的响应测试

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。

rc一阶电路的响应测试完整带答案实验报告实验报告RC一阶电路的响应测试实验报告祝金华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uc＝Ume-t/RC＝Ume-t/。

当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368Um。

τ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 Um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＝RCT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2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完整带答案实验报告实验报告RC一阶电路的响应测试实验报告祝金华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uc＝Ume-t/RC＝Ume-t/。

当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368Um。

τ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 Um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＝RCT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2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。

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。

一阶电路动态响应实验报告一、实验报告概述一阶电路动态响应这个实验啊，可有意思啦。

这就像是探索电路世界里的一个小秘密一样。

咱这个实验呢，就是要看看电路在不同的初始条件下，它是怎么随着时间变化而做出反应的。

这就好比是观察一个小生物，看它在不同环境里是怎么生存的。

二、实验目标1. 我们要搞清楚一阶电路动态响应的特点。

就像是认识一个新朋友，要知道他的脾气秉性一样。

2. 学会用实验仪器来测量相关的数据。

这就像是厨师要学会用锅碗瓢盆做出美味佳肴一样。

3. 能够根据实验数据画出准确的响应曲线。

这曲线就像是这个电路的一张画像，能让我们一眼看出它的变化情况。

三、实验重点和难点1. 重点准确连接电路。

这就像是搭积木，每一块都要放对位置，不然整个电路就没法正常工作啦。

正确读取实验仪器的数据。

这数据可不能读错呀，读错了就像认错了路，会把我们带偏的。

2. 难点理解动态响应的概念。

这个概念有点抽象呢，就像雾里看花，要费点功夫才能看清楚。

对实验中出现的误差进行分析。

误差就像调皮的小捣蛋鬼，要找出它是从哪里冒出来的可不容易。

四、实验方法1. 我们采用的是实验测量法。

就像探险家拿着地图和工具去探索未知的地方一样，我们拿着仪器去测量电路的各种参数。

2. 还有对比法。

把不同条件下的实验结果进行对比，就像比较两个苹果，看哪个更甜一样。

五、实验过程1. 电路连接首先把电源、电阻、电容这些元件都拿出来。

就像准备食材一样，要把做菜的材料都准备好。

然后按照电路图小心翼翼地连接起来。

这时候要特别小心，就像走钢丝一样，一步都不能错。

我会跟同学们说：“同学们啊，这电路连接就像搭乐高积木，每个零件都有它的位置，可不能乱放哦。

”要是有同学接错了，我会笑着说：“哎呀，这个小零件跑错地方啦，咱们把它送回正确的家吧。

”2. 数据测量打开电源之后呢，我们就用仪器开始测量电压和电流啦。

这时候要眼睛紧紧盯着仪器的显示屏，就像小侦探在寻找线索一样。

我会提醒同学们：“大家的眼睛要像老鹰一样锐利哦，别错过任何一个数据。

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。

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。

一个简单的RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下若满足t=RC<<T/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。

此时电路的输出电压up与输入电压u的微分成正比。

如图(4)所示。

利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。

若将R与C位置调换一-下，如图(5)所示，由电容C两端的电压作为输出，且当电路的参数满足τ= RC> > T/2, 则该RC电路称为积分电路。

因为此时电路的输出电压uc与输入电压ui的积分成正比。

利用积分电路可以将方波转变成三角波。

三. 实验设备电阻，周期方波激励，电容四. 实验内容及数据4.1 调节示波器输出电压为5Vpp、f=2KHz的方波。

4.2 令R= 1KQ，C= 0.01μF，组成如图(4)所示的微分电路。

在同样的方波激励信号作用下，观测并描绘响应的波形，测定时间常数τ。

分别减小R或C的值，定性地观察对响应的影响。

4.2.1图像：4.2.2测定时间常数τ：由实验原理可知，当时，,对图像测量可知由图像测量得τ=10.14.2.3.1减小R至500Ω：由图像可知τ小于10，τ随着R减小而减小4.2.3.2 减小C至5nF：由图像可知τ小于10，τ随着C减小而减小4.3令R= 1KQ，C= 0.033μF，组成如图(5)所示的积分电路。

观察并描绘响应的波形，测定时间常数τ。

分别增大R或C的值，定性地观察对响应的影响。

4.3.1 图像：4.3.2测定时间常数τ：由实验原理可知，当时，,对图像测量可知由图像测量得τ=324.3.3.1减小R至500Ω：由图像可知τ小于32，τ随着R减小而减小4.3.3.2 减小C至15nF：由图像可知τ小于32，τ随着C减小而减小。

实验报告祝金华PB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)＝。

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 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。