四、仪器设备
1、函数信号发生器一台; 2、双踪示波器一台; 3、动态电路板一块; 五、注意事项
1、要爱护仪器设备,轻轻转动旋钮,勿用力过猛。 2、要在教师指导下使用仪器设备。
六、实验报告
1、根据实验结果,小结影响电路过度过程速度的因素。
2、分别画出当输出信号取自电容和输出信号取自电阻时的波形。
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实验六 一阶、二阶电路的正弦响应
一、实验目的
研究一阶,二阶电路正弦响应的基本规律以及输入情况,电路参数对响应的影响,特别是研究在稳定状态下,工作频率对于响应的幅度和相位的影响。
二、实验原理与说明
1、有关一阶,二阶电路正弦响应的基本规律和基本分析方法请参阅教材《电路分析基础》下册第十章的相应内容。
2、在正弦响应稳定的情况下,本实验所测一阶和二阶电路的激励与响应的关系如下:
(1)一阶电路(如图9-1)的稳态响应。
设正弦激励V1?V0即V01mcos(?t?0)1m?V1m??
列节
点方程
??1?1?j?c?V1m?R?V2m?1R2?R1VV1m1?1?cR12m??2?tg
1?R1R?j?cR21?1?R1?1?R1???(?CRR22?R?1)2
输出的幅值:Vm2m?V1?2
?1?R1??R??(?CR21)2?
相位:???tg?1?cR1??tg?1?cR1R21?R1RR1?R
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输出
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输出和输入波形的相位差???arctg?c
(2)二阶电路的正弦稳态响应
R1R2R1?R2
电路如图9-2所示。图中:r=10Ω,为电感线圈自身的电阻,若忽略电感线圈的电阻,r=10Ω,
列节点方程:
?111??j?c??j?L?R1R2?V1m?? ?V2m?R?1V2m??1?V1mR1R21??jR1??c???L??V1m?V2m??
0解得V2m??R1?1221??R(?C?)??1R?L?2?2
1??1?c?R1R(?C-)??2?L???L ??tgRR1?R21?1R2???tg?1
∴输出V2和输入V1的相位差为???arctg?1??c???1????R1R2? ?L?(3)用示波器测量相位差的方法:
用示波器测量两个正弦信号的相位差,方法很多。单线示波器常用李沙育图形法。双线示波器常用位移法来测量相位差。
本实验用双踪示波器,采用位移法来测量两个正弦信号的相位差,其测量原理和测量信号
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周期的原理相同。
例如图9-3所示两个正弦信号的周期相同,相位移为?,其周期是从A到B的一段时间。AC是第二个信号落后于第一个信号的时间。两信号的相位差由下式决定 ??ACAB?360
oU U1 U2 O A C B △t T 9—3 t 即???tT?360
O由上式可知,只要在荧光屏上读出AB和AC两段的长度,利用上式计算,便可得到它们之间的乡位差Ф。
三、实验内容及步骤
1、一阶电路的正弦稳态响应
按图9—1接线,分别在以下条件观测V2记录波形 测量V2m及输入的相位差。 (1)、V1m=3V;f=100HZ时观察V2m及Ф (2)、V1m=3V;f=1000HZ时观察V2m及Ф (3)、V1m=3V;f=10KHZ时观察V2m及Ф
2、二阶电路的正弦稳态响应
按图9—2接线,分别在以下条件观测V2m及V2和V1的相位差Ф (1)、V1m=3V;f=14KHZ时V2m及Ф (2)、V1m=3V;f=19.5KHZ时V2m及Ф
(3)、测谐振频率f。
保持V1m=3V,改变f,使φ=φv2-φv1=0时记录f=f0时值。这时f0的值即谐振频率并记录此时V2m。
四、仪器设备
动态电路板一个;函数信号发生器一台;双踪示波器一台。
五、注意事项
1、为了观察相位差,示波器需要用本实验电路信号的激励信号作为同步信号(示波器外同步)
2、如果预计的波形显示不出来,千万不要无目的的乱拨旋钮,要认真分析,有根据地确定调节步骤或请教老师指导。
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六、实验报告要求
1、整理实验结果。
2、比较实验中二阶电路的正弦稳态响应的计算与实验数据,分析误差的主要来源。
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