10、二阶动态电路响应测试

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文档介绍

10、二阶动态电路响应测试

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。
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