实验九 阶电路研究
实验目
1．研究阶电路零输入响应阶跃响应
2．利RC电路实现微分积分运算耦合电路脉分压器等常电路
二 实验原理
含独立贮元件阶微分方程描述电路称阶电路图9—1示RC阶串联电路输入阶跃电压（u(t)单位阶跃函数）电容电压初始值uc(0+)UO电路全响应：
解：
t≥0
图9—1 图9—2
1． 零输入响应：
US0时电容初始电压uc(0+)UO时电路响应称零输入响应：
t³0
输出波形单调降tτRC时uc(τ)0368τ称该电路时间常数图9—2
2．阶跃响应(零状态响应)：
uc(0+)0时输入阶跃电压时电路响应称阶跃响应（零状态响应）：
电容电压零逐渐升US电路时间常数τRC决定升快慢tτ时uc()0632US 图9—3
图9—3
3．微分电路：
图9—1电路设输入脉波形P(t)脉宽度tptp>>τRC时uc(t)P(t)：电阻输出电压输入电压P(t)微分形式τ
4．积分电路：
图9—1电路设输入脉波形P(t)脉宽度tptp<<τRC时P(t)：电容输出电压输入波形P(t)积分τ
图9—4 图9—5
5．耦合电路：
图9—1电路τRC>>tp时uR(t)波形输入波形基致略倾斜RC越倾斜误差越输入波形基变耦合输出级电路中图9—4暂态波形图9—5稳态时输入波形输出波形根区者直流分量零
6．脉分压电路：
阶跃信号果加容性负载求输出电压t0时阶跃电压必须采图9—6电路时补偿作该电路纯电阻分压器：
补偿状态欠补偿状态输出波形图9—7示
图9—6 图9—7
六实验容
1．观测RC串联电路阶跃响应零输入响应
图9—8接线1641D函数信号发生器仅提供正负交矩形波串联开关二极削负矩形波获需方波波形图9—9>>τ周期时观察阶跃响应零输入响应电阻信号源身等效阻（约50Ω）R1接入二极截止时RC串联电路提供闭合回路电容电压放电回路样观察电路零输入响应
图9—8
图9—9
输入方波频率取f1kHz方波幅值(整流)5伏观测阶跃响应零输入响应记录输出uC(t)波形绘坐标纸
2． 观测RC组成积分电路
图9—8接线输出电容两端取取R5KΩC1μF 显然时充电回路时间常数放电回路时间常数两时间常数均远远脉宽度05ms电容充电时充满电容放电时放完输入信号条件变定达动态衡质全响应输出取电容积分电路请画出波形图测出关波形参数
３．观测RC组成微分电路
电路图9—8RC调换位置输出电阻两端取取C005
μFR1K显然时充电回路时间常数放电回路
时间常数两时间常数均远远脉宽
度05ms质零输入响应零状态响应输出取电阻两端
微分电路请画出波形图测出关波形参数
４．观测RC组成耦合电路
电路图9—8RC调换位置输出然电阻两端取取R5KΩC1μF时耦合电路观察记录波形参数
５．脉分压电路：
图9—10
图9—10接线输入方波信号6v f1kHz
(1) 正补偿：R120KC10005F R210 KC2001F
(2) 欠补偿： R120KC10002F R210KC2001F
(3) 补偿： R120KC1002F R210 KC2001F
三种情况时分观测输入输出波形坐标纸绘出输入Ui(t)P(t)输出U2(t)波形
四思考题
1根次实验电路讨零输入零状态全响应概念？
2R1电路中起作？
3脉分压器电路中两贮元件C1C2什阶电路？
4图9—8电路中什条件时讨作？什条件时
考虑作？
5次实验中毫伏表测电压？什？
五实验报告求
1． 电路理计算电路输出理值实验测出数值进行较计算误差分析误差产生原
2． 讨τ值电路响应影响
3． 请设计阶全响应电路观测全响应波形
4． 结：阶电路中满足微分电路积分电路耦合电路脉分压器条件什 ？
六实验仪器
1． 函数信号发生器
2． 双踪示波器
3． 变电阻箱
4． 变电容箱
5． 二极电路板
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实验目
1．研究阶电路零输入响应阶跃响应
2．利RC电路实现微分积分运算耦合电路脉分压器等常电路
二 实验原理
含独立贮元件阶微分方程描述电路称阶电路图9—1示RC阶串联电路输入阶跃电压（u(t)单位阶跃函数）电容电压初始值uc(0+)UO电路全响应：
解：
t≥0
图9—1 图9—2
1． 零输入响应：
US0时电容初始电压uc(0+)UO时电路响应称零输入响应：
t³0
输出波形单调降tτRC时uc(τ)0368τ称该电路时间常数图9—2
2．阶跃响应(零状态响应)：
uc(0+)0时输入阶跃电压时电路响应称阶跃响应（零状态响应）：
电容电压零逐渐升US电路时间常数τRC决定升快慢tτ时uc()0632US 图9—3
图9—3
3．微分电路：
图9—1电路设输入脉波形P(t)脉宽度tptp>>τRC时uc(t)P(t)：电阻输出电压输入电压P(t)微分形式τ
4．积分电路：
图9—1电路设输入脉波形P(t)脉宽度tptp<<τRC时P(t)：电容输出电压输入波形P(t)积分τ
图9—4 图9—5
5．耦合电路：
图9—1电路τRC>>tp时uR(t)波形输入波形基致略倾斜RC越倾斜误差越输入波形基变耦合输出级电路中图9—4暂态波形图9—5稳态时输入波形输出波形根区者直流分量零
6．脉分压电路：
阶跃信号果加容性负载求输出电压t0时阶跃电压必须采图9—6电路时补偿作该电路纯电阻分压器：
补偿状态欠补偿状态输出波形图9—7示
图9—6 图9—7
六实验容
1．观测RC串联电路阶跃响应零输入响应
图9—8接线1641D函数信号发生器仅提供正负交矩形波串联开关二极削负矩形波获需方波波形图9—9>>τ周期时观察阶跃响应零输入响应电阻信号源身等效阻（约50Ω）R1接入二极截止时RC串联电路提供闭合回路电容电压放电回路样观察电路零输入响应
图9—8
图9—9
输入方波频率取f1kHz方波幅值(整流)5伏观测阶跃响应零输入响应记录输出uC(t)波形绘坐标纸
2． 观测RC组成积分电路
图9—8接线输出电容两端取取R5KΩC1μF 显然时充电回路时间常数放电回路时间常数两时间常数均远远脉宽度05ms电容充电时充满电容放电时放完输入信号条件变定达动态衡质全响应输出取电容积分电路请画出波形图测出关波形参数
３．观测RC组成微分电路
电路图9—8RC调换位置输出电阻两端取取C005
μFR1K显然时充电回路时间常数放电回路
时间常数两时间常数均远远脉宽
度05ms质零输入响应零状态响应输出取电阻两端
微分电路请画出波形图测出关波形参数
４．观测RC组成耦合电路
电路图9—8RC调换位置输出然电阻两端取取R5KΩC1μF时耦合电路观察记录波形参数
５．脉分压电路：
图9—10
图9—10接线输入方波信号6v f1kHz
(1) 正补偿：R120KC10005F R210 KC2001F
(2) 欠补偿： R120KC10002F R210KC2001F
(3) 补偿： R120KC1002F R210 KC2001F
三种情况时分观测输入输出波形坐标纸绘出输入Ui(t)P(t)输出U2(t)波形
四思考题
1根次实验电路讨零输入零状态全响应概念？
2R1电路中起作？
3脉分压器电路中两贮元件C1C2什阶电路？
4图9—8电路中什条件时讨作？什条件时
考虑作？
5次实验中毫伏表测电压？什？
五实验报告求
1． 电路理计算电路输出理值实验测出数值进行较计算误差分析误差产生原
2． 讨τ值电路响应影响
3． 请设计阶全响应电路观测全响应波形
4． 结：阶电路中满足微分电路积分电路耦合电路脉分压器条件什 ？
六实验仪器
1． 函数信号发生器
2． 双踪示波器
3． 变电阻箱
4． 变电容箱
5． 二极电路板
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