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電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)二階動(dòng)態(tài)電路響應(yīng)的研究說明

一、電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)-實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1. 測試二階動(dòng)態(tài)電路的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng), 了解電路元件參數(shù)對(duì)響應(yīng)的影響。
2. 觀察、分析二階電路響應(yīng)的三種狀態(tài)軌跡及其特點(diǎn), 以加深對(duì)二階電路響應(yīng)的認(rèn)識(shí)與理解。
二、原理說明
一個(gè)二階電路在方波正、負(fù)階躍信號(hào)的激勵(lì)下,可獲得零狀態(tài)與零輸入響應(yīng),其響應(yīng)的變化軌跡決定于電路的固有頻率。當(dāng)調(diào)節(jié)電路的元件參數(shù)值,使電路的固有頻率分別為負(fù)實(shí)數(shù)、共軛復(fù)數(shù)及虛數(shù)時(shí),可獲得單調(diào)地衰減、衰減振蕩和等幅振蕩的響應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)中可獲得過阻尼,欠阻尼和臨界阻尼這三種響應(yīng)圖形。
簡單而典型的二階電路是一個(gè)RLC串聯(lián)電路和GCL并聯(lián)電路,這二者之間存在著對(duì)偶關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)GCL并聯(lián)電路進(jìn)行研究。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
序號(hào) 名   稱 型號(hào)與規(guī)格 數(shù)量 備注
1 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器   1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)上
2 雙蹤示波器   1 自備
3 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)電路板   1 MYDG03
 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
動(dòng)態(tài)電路實(shí)驗(yàn)板與實(shí)驗(yàn)十二相同,如圖12-3所示。利用動(dòng)態(tài)電路板中的元件與開關(guān)的配合作用,組成如圖13-1所示的GCL并聯(lián)電路。
令R1=10KΩ,L=4.7mH,C=1000PF,R2為10KΩ可調(diào)電阻。令脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸出為Um=1.5V,f=1KHz的方波脈沖,通過同軸電纜接至圖中的激勵(lì)端,同時(shí)用同軸電纜將激勵(lì)端和響應(yīng)輸出接至雙蹤示波器的YA和YB
兩個(gè)輸入口。
圖 13-1
1. 調(diào)節(jié)可變電阻器R2之值, 觀察二階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)由過阻尼過渡到臨界阻尼,最后過渡到欠阻尼的變化過渡過程,分別定性地描繪、記錄響應(yīng)的典型變化波形。
2. 調(diào)節(jié)R2使示波器熒光屏上呈現(xiàn)穩(wěn)定的欠阻尼響應(yīng)波形, 定量測定此時(shí)電路的衰減常數(shù)α和振蕩頻率ωd。
3. 改變一組電路參數(shù),如增、減L或C之值,重復(fù)步驟2的測量,并作記錄。隨后仔細(xì)觀察,改變電路參數(shù)時(shí),ωd與α的變化趨勢,并作記錄!
電路參數(shù)
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
元  作  參  數(shù) 測量值
R1 R2 L C α ω
1 10KΩ 調(diào)








態(tài)
4.7mH 1000PF    
2 10KΩ 4.7mH 0.01μF    
3 30KΩ 4.7mH 0.01μF    
4 10KΩ 10mH 0.01μF    
         
五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1. 調(diào)節(jié)R2時(shí),要細(xì)心、緩慢,臨界阻尼要找準(zhǔn)。
2. 觀察雙蹤時(shí),顯示要穩(wěn)定,如不同步, 則可采用外同步法觸發(fā)(看示波器說明)。
六、預(yù)習(xí)思考題
1. 根據(jù)二階電路實(shí)驗(yàn)電路元件的參數(shù), 計(jì)算出處于臨界阻尼狀態(tài)的R2之值。
2. 在示波器熒光屏上, 如何測得二階電路零輸入響應(yīng)欠阻尼狀態(tài)的衰減常數(shù)α和振蕩頻率ωd?
七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1. 根據(jù)觀測結(jié)果,在方格紙上描繪二階電路過阻尼、 臨界阻尼和欠尼的響應(yīng)波形。
2. 測算欠阻尼振蕩曲線上的α與ωd
3. 歸納、總結(jié)電路元件參數(shù)的改變對(duì)響應(yīng)變化趨勢的影響。
4. 心得體會(huì)及其他。

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