仿真实验一 RC微分积分电路[优质文档]
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一、RC一阶微积分电路仿真实验
一、电路课程设计目的
1、测定RC一阶电路的积分、微分电路；
2、掌握有关微分电路和积分电路的概念。
二、仿真电路设计原理
1．RC电路的矩形脉冲响应
若将矩形脉冲序列信号加在电压初值为零的RC串联电路上，电路的瞬变过程就周期性地发生了。显然，RC电路的脉冲响应就是连续的电容充放电过程。如图所示。
若矩形脉冲的幅度为U，脉宽为tp。电容上的电压可表示为：
电阻上的电压可表示为：
210100)(0)1()(ttteUtutteUtutt
即当 0到t1时，电容被充电；当t1到t2 时，电容器经电阻R放电。
2110)(0)(ttteUtutteUtutRtR
（也可以这样解释：电容两端电压不能突变，电流可以，所以反映在图中就是电阻两端的电压发生了突变。）
2．RC微分电路
取RC串联电路中的电阻两端为输出端，并选择适当的电路参数使时间常数τ< dttduRCdtduRCiRtuiCC)()(0 上式说明，输出电压uo(t)近似地与输入电压ui(t)成微分关系，所以这种电路称微分电路。 3．RC积分电路 如果将RC电路的电容两端作为输出端，电路参数满足τ>>tp的条件，则成为积分电路。由于这种电路电容器充放电进行得很慢，因此电阻R上的电压ur(t)近似等于输入电压ui(t)，其输出电压uo(t)为： dttuRCdtRtuCdttiCtutuRRCC)(1)(1)(1)()(0 上式表明，输出电压uo(t)与输入电压ui(t)近似地成积分关系。 4．时间常数 RC电路中，时间常数=R*C ； RL电路中，时间常数=L/R。 三、仿真实验电路搭建与测试 1、一阶RC微分电路： 1u cu 2、一阶RC积分电路 四、结论分析 1、一阶RC微分电路 当足够小，即/2T ，就构成微分电路，从电阻端输出的电压与输入电源电压之间呈微分关系 2、一阶RC积分电路 而当足够大，即/2T，就构成积分电路，从电容两端输出的电压与输入电源电压之间呈积分关系 五、思考与总结 由上述实验可得，在一阶电路中的电压、电流变化是随指数形式变化的，而变化的快慢是由的大小变化。正如，做RC一阶电路的积分、微分实验时，RC，无论是R变大还是C变大，都会使波形的变化变小，衰减越小。在微分试验中，波形变化为尖顶波；而在做积分实验中，波形随的变化，讲方波转换为三角波。 在这个实验中，最重要的是，要分清一阶电路中的各个响应，以及积分、微分电路的概念。还有，就是要掌握Multisim11.0仿真软件中示波器的使用方法。 RC电路中： 积分电路，电路输出为电容两端，时间常数大； 微分电路，电路输出为电压两端，时间常数小。
