10、二阶动态电路响应测试 2页

二阶动态电路响应测试 ‎ （1） 实验目的 ‎① 用实验的方法来研究RLC二阶动态电路的响应，了解电路元件参数对响应的影响。‎ ‎② 根据实验结果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。‎ ‎ （2） 实验方法  二阶电路在方波正、负阶跃信号的激励下，可获得零状态与零输入响应，其响应的变化轨迹决定于电路的参数，当调节电路的参数值，使电路的固有频率分别为负实数、共轭复数及虚数时，可获得单调地衰减、衰减振荡和等幅振荡的响应。即在实验中可获得过阻尼，欠阻尼和临界阻尼这三种响应波形。 ‎　简单而典型的二阶电路是一个RLC串联电路或GCL并联电路，这二者之间存在着对偶关系。本实验仅对GCL并联电路进行研究。‎ ‎ （3） 实验仪器 ‎① 双踪示波器；‎ ‎② 信号源；‎ ‎③ 实验电路板。‎ ‎ （4） 实验内容 如图2-33所示的GCL并联电路。‎ 图2-33 二阶动态电路 选取R1＝10kΩ，L＝4.7mＨ，C＝3300pF，R2为10kΩ可调电阻，信号发生器输出的方波脉冲电压为U＝2V，频率f=1kHz，用同轴电缆将激励端和响应输出端接至双踪示波器的ＹA和ＹB两个输入口。 ‎① 调节可变电阻器Ｒ２之值，观察二阶电路在过阻尼过渡到临界阻尼，最后过渡到欠阻尼的变化过渡过程的零输入响应和零状态响应由，分别定性地绘制、记录响应的变化波形。‎ ‎② 调节Ｒ２‎ 使示波器荧光屏上呈现稳定的欠阻尼响应波形，定量测定此时电路的衰减常数α和振荡频率ωd。 ‎③ 改变L或C之值，重复步骤2的测量，将数据填入表2-34。‎ 仔细观察改变电路参数时，ωd与α的变化趋势。‎ ‎ （5） 实验要点 ‎① 调节Ｒ2时，要细心、缓慢，临界阻尼要找准。 ‎② 观察双踪时，显示要稳定，如不同步，则可采用外同步法（看示波器说明）触发。‎ 表2-34 二阶动态电路实验数据 ‎　　　 电路参数 实验次数 元　件　参　数 ‎　　Ｒ１　　　　Ｒ２　　　　Ｌ　　　　Ｃ 测量值 α　ω R１‎ ‎　R２‎ L C α ωd ‎1‎ ‎10kΩ 调至 某一 欠阻 尼态 ‎10mH ‎1000 pF ‎2‎ ‎10kΩ ‎10mH 　‎ ‎0.01μＦ ‎3‎ ‎10kΩ ‎15mH ‎0.01μＦ ‎4‎ ‎10kΩ ‎10mH ‎0.01μＦ ‎ （6） 预习与解答 ‎① 根据二阶电路实验电路元件的参数，计算出处于临界阻尼状态的Ｒ２之值。 ‎② 如何利用示波器测得二阶电路零输入响应欠阻尼状态的衰减常数α和振荡频率ωd？‎ ‎ （7） 实验要求 ‎① 根据实验结果，绘制二阶电路过阻尼、临界阻尼和欠阻尼的响应波形。‎ ‎② 计算欠阻尼振荡曲线上的α与ωd。 ‎③ 归纳、总结电路元件参数与响应之间的关系。