一阶一阶 RCRC 响应电路实验响应电路实验

一、实验目的 学习用示波器观察和分析一阶电路的暂态过程，学习测量电路时常数的方法。

二、实验原理 1 ） RC 电路暂态响应的观察

利用周期方波电压（如图所示）作为利用周期方波电压（如图所示）作为 RCRC 电路的激电路的激励电压励电压 uuii 。只要方波的周期足够长，使得在方波作用。只要方波的周期足够长，使得在方波作用期间或在方波间歇期间内，电路的暂态过程基本结束期间或在方波间歇期间内，电路的暂态过程基本结束（实际只需（实际只需 T/2T/2 ＞＞ 5τ5τ 即可满足此要求），就可实现对即可满足此要求），就可实现对RCRC 电路的零输入与零状态响应的观察。电路的零输入与零状态响应的观察。

如图因为在方波作用期间（ 0~T/2 ， T~3T/2 等） ui=E ，相当于图 3.1 中开关 S 接通电源 E ，电容电压响应为零状态响应； 在方波间歇期间（ T/2~T ， 3T/2~2T 等） ui=0 ，相当于图 3.1 中开关 S 接通“ 2” ，电容电压响应为零输入响应。

22 ）电路时常数）电路时常数 ττ 的测量的测量 通过分析可知，一阶电路的暂态响应均按指数曲线增通过分析可知，一阶电路的暂态响应均按指数曲线增长或衰减。而指数曲线有如图长或衰减。而指数曲线有如图 3.53.5 所示的规律。假设所示的规律。假设 t=0t=0时时电压由电压由 00 开始上升，至开始上升，至 t=∞t=∞ 时，电压上升至时，电压上升至 EE （实际上（实际上这这一过程只需一过程只需 3~53~5 倍时常数即可完成）。指数曲线的特点是，倍时常数即可完成）。指数曲线的特点是，电压由电压由 00 开始上升至开始上升至 E/2E/2 所经历的时间△所经历的时间△ t≈0.69τt≈0.69τ （见图（见图3.53.5 中中 K1K1 点）。而电压由点）。而电压由 00 开始上升至开始上升至 0.63E0.63E 所经历的所经历的时间近似等于图时间近似等于图 3.53.5 中中 K2K2 点。事实上，由曲线上任意一点。事实上，由曲线上任意一点开始都遵从这一规律。例如，图点开始都遵从这一规律。例如，图 3.53.5 中中 K1K1 点至点至 EE 间的间的电压差为电压差为 UpUp ，则自，则自 K1K1 点开始，当电压上升至点开始，当电压上升至 Up/2Up/2 （图（图中中 K2K2 点）时所经历的时间△点）时所经历的时间△ t≈0.69τt≈0.69τ 。 。 33 ）指数波形三要素）指数波形三要素

三、实验内容与步骤1 、观察方波输入一阶 RC 电路的响应 uc （ t ）

探头探头探头探头

接地黑夹子接地黑夹子接地黑夹子接地黑夹子

（ 1 ）调节信号源输出 f=3~4KHZ ， Up-p=4.0V 的方波，实验时注意， Up-p 的值要用示波器测量，如果 Up-p 的值达不到规定的 4.0V 要求，可调“幅度”旋钮使之达到要求。同时要调“脉冲宽度”旋钮，使脉冲宽度是周期 T 的 1/2 （即方波）。

脉冲宽度

选择方波选择方波

调整幅调整幅度旋钮度旋钮 使得方波幅度使得方波幅度

峰峰 -- 峰为峰为 4V4V使得方波幅度使得方波幅度峰峰 -- 峰为峰为 4V4V

按压 GND键

出现接地符号

调整该旋钮该线在基

准线上

将方波调整成正脉冲信号将方波调整成正脉冲信号11 、基准零电位线的调整、基准零电位线的调整22 、再按压、再按压 GNDGND 键，使接地符号消失键，使接地符号消失

按该键

出直流符号

调节该键使波形上升

使得该线在基准线上

调节该键使得脉宽为一半

压该键使压该键使 DCDC OFFOFFSETSET 小绿灯亮小绿灯亮

探头探头探头探头

接地黑夹子接地黑夹子接地黑夹子接地黑夹子

按下面的连接方式连接电路与仪器按下面的连接方式连接电路与仪器

电路的实际连接示例电路的实际连接示例

输入波形观测点 Uc 的观测点