7-电路理论实验报告(二阶电路的响应研究7)

《电路理论》实验报告专业班级： 自动化1904 姓名： 刘卓 学号：201901020428 实验室名称：电工技术实验室 指导老师： 胡鹤宇、张向华 实验日期：2020年6月15日星期一实验七：二阶电路的响应研究一、实验目的1、学习用示波器观察和分析RC 电路的响应；2、了解二阶电路暂态过程的基本规律；3、分析讨论电路参数对暂态过程的影响。

二、实验仪器THGE-1型实验台、信号发生器、示波器、电阻实验箱等。

三、实验原理1、含有两个独立储能元件的电路，建立的微分方程为二阶微分方程，其相应的电路称为二阶电路。

由RLC 串联构成的二阶电路，无论是零输入响应，还是零状态响应，电路暂态过程的性质决定于特征方程210LCp RCp ++=2212122,R R L L LCp ()()()j δω=-±-=-± 其中2R Lδ=（称衰减系数） 01LCω=220ωωδ=- (1)如果R ＞2L C 1p 、2p 为两个不相等的负实根，电路暂态过程性质非振荡(过阻尼)过程。

(2)如果R =2L C 1p 、2p 为两个相等的负实根，电路暂态过程性质为临界（临界阻尼)过程。

(3)如果R ＜2L C 1p 、2p 为一对共轭复数根，电路暂态性质为振荡(欠阻尼)过程。

(4)如果0R =，0δ=，电路暂态过程性质为等幅(无阻尼)振荡过程。

(5)如果R ＜0，电路暂态过程性质为发散(负阻尼)振荡过程。

在一般电路中，总有一定的电阻存在，只有接入特殊器件(负电阻)，方可实现无阻尼和负阻尼情况。

2、自由振荡角频率ω与衰减系数δ的实验测量方法当R ＜L C12tCtu Ae sin(t)i A e sin tδδωβω--=+=若示波器显示Cu的波形如图1所示，测得波形的自由振荡周期Tσ和幅值1Cmu、2Cmu，并可计算ω和δ。

图1 二阶电路振荡过程的Cu波形因1Tfσσ=则2T2fσσπωπ==又因112212CmCmT(t t)(t t)uu e e eσδδδ---===故121CmCmuuTlnσδ=四、实验任务及要求1、用示波器观察图2所示的RLC串联电路的方波响应Cu、i波形。

二阶响应实验报告二阶响应实验报告引言：在控制系统中，二阶响应是一种常见的动态特性。

通过研究二阶响应的实验，我们可以更好地理解控制系统的动态行为，并且能够对系统进行更精确的调节。

本次实验旨在通过实际操作和数据分析，探索二阶响应的特性并得出相关结论。

实验目的：1. 了解二阶响应的特点和表现形式；2. 掌握二阶系统的参数调节方法；3. 分析实验数据，验证理论模型。

实验步骤：1. 准备实验装置：搭建一个简单的二阶控制系统，包括一个电机、一个位置传感器、一个控制器和一个计算机；2. 设计实验方案：确定实验所需的参数，包括控制器增益、位置传感器灵敏度等；3. 进行实验：根据实验方案进行实验操作，记录数据；4. 数据分析：利用实验数据，绘制二阶响应曲线，并进行参数拟合；5. 结果讨论：根据实验结果，分析二阶响应的特性，并与理论模型进行对比。

实验结果与分析：通过实验，我们得到了二阶响应曲线，并进行了参数拟合。

根据实验数据和拟合结果，我们可以得出以下结论：1. 二阶响应的特点：在初始阶段，系统的响应会有一个较大的超调量，随后逐渐趋于稳定。

此外，二阶响应还具有一定的振荡频率和阻尼比。

2. 参数调节方法：根据实验结果，我们可以通过调节控制器增益和位置传感器灵敏度来改变二阶系统的动态特性。

增大控制器增益可以减小超调量，但会增加系统的振荡频率；增大位置传感器灵敏度可以提高系统的稳定性。

3. 理论模型验证：通过与理论模型进行对比，我们可以验证实验结果的准确性。

如果实验数据与理论模型吻合良好，则说明实验操作和参数拟合的准确性较高。

结论：通过本次实验，我们深入了解了二阶响应的特性和参数调节方法，并通过实际操作和数据分析验证了理论模型的准确性。

掌握了二阶响应的相关知识后，我们能够更好地设计和调节控制系统，提高系统的稳定性和性能。

进一步研究：在实验过程中，我们发现二阶响应的特性受到多种因素的影响，如系统的惯性、控制器的类型等。

因此，可以进一步研究这些因素对二阶响应的影响，并探索更精确的参数调节方法，以提高控制系统的性能。

二阶电路响应实验报告二阶电路响应实验报告引言：二阶电路是电路理论中的重要内容之一，它由两个储能元件（电感和电容）和一个耗能元件（电阻）组成。

在实际应用中，二阶电路广泛用于滤波器、振荡器等电子设备中。

本次实验旨在通过对二阶电路的响应特性进行实验研究，深入理解二阶电路的工作原理和特性。

实验目的：1. 了解二阶电路的基本结构和工作原理；2. 掌握二阶电路的频率响应特性；3. 通过实验数据分析，验证理论模型的准确性。

实验器材和仪器：1. 信号发生器；2. 双踪示波器；3. 电压表；4. 电流表；5. 二阶电路实验箱。

实验步骤：1. 搭建二阶低通滤波器电路，并连接信号发生器和示波器；2. 调节信号发生器的频率，记录输入信号和输出信号的幅值；3. 改变输入信号频率，重复步骤2，记录数据；4. 换用高通滤波器电路，重复步骤2和3。

实验结果与分析：在实验中，我们记录了不同频率下输入信号和输出信号的幅值，并绘制了频率响应曲线。

通过观察和分析实验数据，我们得出以下结论：1. 低通滤波器的频率响应特性：在低频段，输出信号的幅值随频率的增加而增加，但增长速率逐渐减慢；在高频段，输出信号的幅值随频率的增加而迅速下降。

这表明低通滤波器对低频信号有较好的传递性能，但对高频信号有较强的衰减能力。

2. 高通滤波器的频率响应特性：与低通滤波器相反，高通滤波器在低频段对信号的传递能力较差，输出信号的幅值较小；而在高频段，输出信号的幅值随频率的增加而增加，但增长速率逐渐减慢。

这说明高通滤波器对高频信号有较好的传递性能，但对低频信号有较强的衰减能力。

3. 实验数据与理论模型的比较：将实验数据与理论模型进行比较，发现它们之间存在一定的偏差。

这可能是由于实验中存在的误差，例如电路元件的参数与理论值之间的差异，以及仪器的测量误差等。

然而，总体上实验数据与理论模型仍然具有较好的一致性，验证了理论模型的准确性。

结论：通过本次实验，我们深入了解了二阶电路的工作原理和频率响应特性。

二阶电路响应的仿真实验报告一、实验目的本次实验旨在通过仿真实验的方式，探究二阶电路响应的特性，并且了解其在不同频率下的响应情况。

二、实验原理1. 二阶电路的基本概念二阶电路是指带有两个存储元件（电容或电感）的电路，其具有更加复杂的响应特性。

其中，常见的二阶电路包括二阶低通滤波器、二阶高通滤波器以及二阶带通滤波器等。

2. 二阶低通滤波器的特性在二阶低通滤波器中，当输入信号频率很低时，输出信号基本上不会受到影响；而当输入信号频率逐渐升高时，输出信号将会逐渐减小。

当输入信号频率等于截止频率时，输出信号将会下降3dB；而当输入信号频率继续升高时，输出信号将会更加明显地下降。

3. 仿真实验步骤（1）构建一个RC电路，并且设置初始条件和参数值；（2）绘制RC电路的幅度-频率响应曲线；（3）绘制RC电路的相位-频率响应曲线；（4）分析幅度-频率响应曲线和相位-频率响应曲线的特点。

三、实验步骤1. 构建RC电路在Multisim软件中，选择“模拟”选项卡，然后选择“Passive”选项卡，接着选择“R”和“C”元件，并且将它们连接起来。

最终得到的电路图如下所示：2. 设置初始条件和参数值在Multisim软件中，点击“仿真设置”按钮，在弹出的对话框中，将仿真类型设置为“AC Analysis”，并且设置频率范围为1Hz~10MHz。

接着，设置电容C1的值为0.01μF，电阻R1的值为10kΩ。

3. 绘制RC电路的幅度-频率响应曲线在Multisim软件中，点击“仪表”选项卡，并且选择“AC Analysis”仪表。

接着，在弹出的对话框中，将X轴设置为“Frequency”，将Y轴设置为“Magnitude(dB)”，并且勾选上“Decibel Scale”。

最终得到的幅度-频率响应曲线如下图所示：4. 绘制RC电路的相位-频率响应曲线在Multisim软件中，点击“仪表”选项卡，并且选择“AC Analysis”仪表。

二阶电路响应的研究实验报告摘要：本实验通过对二阶电路的响应进行研究，以深入了解二阶电路的工作原理和性质。

实验中通过利用示波器观察RC电路和RLC电路的频率响应曲线、计算共振频率和带宽等参数。

数据结果表明，当电路达到共振频率时，电路在谐振时的电压幅度最大，而带宽与电路的阻抗相关。

本次实验结论将有助于加深学生对于二阶电路的认识和理解，进一步提高本专业同学对于微电子学科的综合素质。

关键词：二阶电路；共振频率；带宽；频率响应曲线Introduction:二阶电路是指电路中包含了两个存储元件的线性电路。

存储元件可以是电容、电感或共同组成的电容电感（LC）元件，具有强烈的共振特性。

二阶电路在电子工程学科中具有重要意义，可以广泛应用于无线电、通信和信号处理等各种领域。

深入了解二阶电路的工作原理和性质是非常重要的。

本实验旨在通过研究二阶电路的响应，通过实验数据结果对二阶电路进行深入的分析，包括共振频率、带宽等参数。

实验结果将有助于加深学生对于二阶电路的认识和理解。

Experimental content:在实验中，我们分别通过示波器对RC电路和RLC电路进行了测量，计算了两个电路的共振频率和带宽。

在RC电路中，我们通过更改电阻和电容的数值，观察了频率响应曲线的变化。

在RLC电路中，我们将电路带入谐振状态并观测该状态下的电压幅度。

详细实验步骤如下：1. RC电路的实验：步骤1.1：所需器材：函数发生器、示波器、电阻器、电容器。

步骤1.2：根据电路图连cct，将电路接上函数发生器和示波器，以观察RC电路的响应曲线，并进行录像记录。

步骤1.3：逐渐调整函数发生器的频率，观测并记录RC电路的响应曲线，包括电压和相位。

记录下不同电容值对响应曲线的影响。

步骤1.4：通过观察响应曲线，计算出RC电路的共振频率和带宽。

步骤2.4：通过观察响应曲线，将RLC电路带入谐振状态，并记录下谐振状态下电压幅度的大小。

Results and analysis:实验结果表明，在RC电路中，随着电容值的不断增大，电路的共振频率也随之而增大。

二阶电路的暂态响应实验报告在这个二阶电路的暂态响应实验中，我们就像一群探险家，准备在电流的海洋里畅游。

想象一下，电路就像一艘船，电流是船上的水手，而电压就像那把指挥棒，时不时地给水手们下达指令。

我们要观察这艘船在不同情况下的表现，哦，真是让人期待呀！准备好实验器材，电阻、电感、电容，一个都不能少。

就像做一道美味的菜，材料齐全，才能发挥大厨的绝活儿。

实验开始前，心里总是有点紧张，就像在紧张的比赛前一样。

我们把电路连接好，心里暗自期盼。

然后，啪！一声开关的声音，电流就像火箭一样发射出去，哇，那一瞬间的感觉，简直让人兴奋得想跳起来。

电压一瞬间就冲上去了，电流也跟着嗖嗖嗖地跑了起来，真是如鱼得水，潇洒自如。

电容在这时候就像个小懒虫，慢慢吸收电能，给我们上演了一出“缓缓而行”的戏。

哦，电感也不甘示弱，它一开始抵抗电流的变化，就像在说：“嘿，等一下，我还没准备好呢！”这个过程，真的是一波三折，剧情跌宕起伏。

随着时间的推移，电容慢慢充满了电，电流的变化也开始减缓，整个电路像一场盛大的舞会，大家都渐渐放松了下来。

你看，电流的波形图就像是一幅画，刚开始激荡，后面却越来越平稳，真是美妙的画卷啊。

这个时候，大家都在窃窃私语：“你看，电路的暂态响应真有意思，就像人在成长，慢慢适应环境。

”说得没错，这种变化的过程，简直让人想起了人生的起伏，谁没有过风风雨雨呢？当电路进入稳态时，电流和电压都趋于平稳，仿佛一切都安静下来了，真是像小溪流水一样，轻轻柔柔。

我们在这过程中，不仅仅是在看数据，更是在观察一段故事的发展。

就像一部电视剧，高兴迭起，最后总会有个大团圆。

每一个波形的变化，都在诉说着电路的情感，就像人们在生活中经历的喜怒哀乐，真是感人至深。

总结这次实验，收获颇丰，心里那个乐啊，简直像捡到宝一样！不仅了解了二阶电路的暂态响应，还感受到了电流与电压之间的默契配合。

这种配合，真是相得益彰，像是绝配的情侣，缺一不可。

我们这次实验，不仅是一次技术上的挑战，更是一次心灵上的洗礼。

二阶电路响应实验目的：1.测定二阶动态电路的零状态响应和零输入响应，了解电路元件参数对响应的影响。

2.观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点，以加深对二阶电路响应的认识与理解。

实验原理：RLC 串联电路，无论是零输入响应，或是零状态响应，电路过渡过程的性质 ，完全由特征方程决定，其特征根： d o LCL R LR p ωαωαα±-=-±-=-±-=22222,1)1()2(2其中: LR 2=α称为衰减系数，LC10=ω称为谐振频率，220αωω-=d 称为衰减振荡频率 C L R 2>电路过渡过程的性质为过阻尼的非振荡过程。

C L R 2=电路过渡过程的性质为临界阻尼的非振荡过程。

CL R 2=电路过渡过程的性质为欠阻尼的振荡过程。

0=R 等幅振荡例：电压为15V ，L=10mH,C=1F μ，以电容两端的电压为响应，通过改变R 的大小来验证欠阻尼、过阻尼及临界阻尼三种响应的触发条件，并观察三种情况的输出波形。

解：我们取ΩΩΩΩΩ=500,300,200,100,10RΩ=2002CL仿真图如下以下为波形图：上图为Ω=10R ，所得波形 (欠阻尼)上图为Ω=100R ，所得波形 (欠阻尼)=200R，所得波形(临界阻尼)R，所得波形(过阻尼)=300上图为Ω=500R ，所得波形(过阻尼)综上由5副波形图可知，对于理论分析出的： C L R 2>电路过渡过程的性质为过阻尼的非振荡过程。

C L R 2=电路过渡过程的性质为临界阻尼的非振荡过程。

CL R 2=电路过渡过程的性质为欠阻尼的振荡过程。

与实际的仿真波形图相同，验证了二阶电路响应的问题。

二阶电路研究实验报告实验目的：1.了解二阶电路的基本概念和特性。

2.掌握二阶电路的计算方法。

3.使用示波器测量二阶电路的响应。

实验器材：1.电源(AC/DC)2.电阻箱3.电容器4.电感线圈5.信号发生器6.示波器7.万用表8.导线、插头等连接器材。

实验原理：二阶电路是由一个电容和一个电感组成的，其基本公式为：V=JωL+C1/C2ωL1+ωL2,其中V表示电路中的电压，J表示电路中的阻抗，ω表示角频率，L表示电感，C1、C2表示电容，L1、L2表示电感。

当输入信号为正弦波时，二阶电路的响应为一个纯虚数电压信号，其幅值为-jωL,相位差为π/2。

因此，二阶电路可以用来实现滤波、调谐等功能。

实验步骤：1.将电源接入电路中，将信号发生器输出正弦波信号输入到二阶电路中。

2.使用示波器观察二阶电路的输出信号。

在示波器的输入通道上接入二阶电路的输出信号，并调节示波器的水平和垂直位置，以便观察到完整的波形。

同时，记录下二阶电路的响应时间和频率响应曲线。

3.使用万用表测量二阶电路的阻抗和电容值。

将万用表的探头分别接在电路中的不同位置，测量出电路的总阻抗和各部分元件的电容值。

根据这些数据，可以计算出二阶电路的参数。

4.根据二阶电路的参数，计算出电路的增益和带宽等性能指标。

可以使用以下公式进行计算：G=1/(2πfC),Bw=f/(2π√LC)。

其中G表示电路的增益，f表示输入信号的频率，C表示电容值，L表示电感值。

通过这些指标的测量和计算，可以评估二阶电路的性能优劣。