主頁 > 技術(shù)文章 > 電工實驗臺二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究說明 2024-09-09

電工實驗臺二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究說明

一、電工實驗臺-實驗?zāi)康?/strong>
1. 測試二階動態(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，以加深對二階電路響應(yīng)的認識與理解。
二、原理說明
一個二階電路在方波正、負階躍信號的激勵下，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實數(shù)、共軛復(fù)數(shù)及虛數(shù)時，可獲得單調(diào)地衰減、衰減振蕩和等幅振蕩的響應(yīng)。在實驗中可獲得過阻尼，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RLC串聯(lián)電路和GCL并聯(lián)電路，這二者之間存在著對偶關(guān)系。本實驗僅對GCL并聯(lián)電路進行研究。
三、實驗設(shè)備

序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注

1 函數(shù)信號發(fā)生器 1 實驗臺上

2 雙蹤示波器 1 自備

3 動態(tài)實驗電路板 1 MYDG03

四、實驗內(nèi)容
動態(tài)電路實驗板與實驗十二相同，如圖12-3所示。利用動態(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。令脈沖信號發(fā)生器的輸出為U_m＝1.5V，f＝1KHz的方波脈沖，通過同軸電纜接至圖中的激勵端，同時用同軸電纜將激勵端和響應(yīng)輸出接至雙蹤示波器的Y_A和Y_B
兩個輸入口。

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，定量測定此時電路的衰減常數(shù)α和振蕩頻率ω_d。
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。隨后仔細觀察，改變電路參數(shù)時，ω_d與α的變化趨勢，并作記錄�！�

電路參數(shù)
實驗次數(shù)
元作參數(shù) 測量值

R₁ R₂ L C α ω

1 10KΩ 調(diào)
至
某
一
次
欠
阻
尼
狀
態(tài) 4.7mH 1000PF

2 10KΩ 4.7mH 0.01μF

3 30KΩ 4.7mH 0.01μF

4 10KΩ 10mH 0.01μF

五、實驗注意事項
1. 調(diào)節(jié)R₂時，要細心、緩慢，臨界阻尼要找準(zhǔn)。
2. 觀察雙蹤時，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)二階電路實驗電路元件的參數(shù)，計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ω_d？
七、實驗報告
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ω_d。
3. 歸納、總結(jié)電路元件參數(shù)的改變對響應(yīng)變化趨勢的影響。
4. 心得體會及其他。

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序號	名稱	型號與規(guī)格	數(shù)量	備注
1	函數(shù)信號發(fā)生器		1	實驗臺上
2	雙蹤示波器		1	自備
3	動態(tài)實驗電路板		1	MYDG03

電路參數(shù) 實驗次數(shù)	元作參數(shù)				測量值
電路參數(shù) 實驗次數(shù)	R₁	R₂	L	C	α	ω
1	10KΩ	調(diào) 至某一次欠阻尼狀態(tài)	4.7mH	1000PF
2	10KΩ		4.7mH	0.01μF
3	30KΩ		4.7mH	0.01μF
4	10KΩ		10mH	0.01μF

電工實驗臺二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究說明

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