RC电路的方波响应

1、RC电路的方波响应一、实验目的1. 了解RC电路的方波响应2. 分别观测积分电路与微分电路的输入输出关 系3. 掌握示波器的根本调整方法和工作模式；4. 掌握用双踪示波器观测信号波形和读取波形 参数的方法5. 学习数格子测量数据；6. 学会设计简单一阶电路；二、实验环境硬件根底：数字万用表、双踪示波器软件：Multisim 软件元器件：电阻、导线、电容三、实验原理1、积分电路当t =R*C»T时的一阶电路称为积分电路，因 为此时输出信号电压与输入信号电压的积分成 正比，且响应输出为电容两端电压，即直接将CH2接在电容两端，电路图如下:XSC22、微分电路当t =R*C<<

2、T时，称为微分电路，因为此时输 出信号电压与输入信号电压的微分成正比，响 应输出为电阻两端电压，假设按照上图将 CH2直 接接在电阻两端，那么会造成电容短路，故将电阻电容调换，电路图如下：XSC1XFG1100nFXSC2四、实验内容1、对示波器进行自检，并检验接地端是否正常；2、设计一阶积分电路和微分电路；3、搭建积分电路；4、调节函数发生器使其输出矩形波，进行测量记 录；5、保存记录下的波形变化，分析数据制作图表；6、继续改为微分电路，重复4-5步；五、实验过程1、对示波器进行自检，并检验接地端是否正常，测试为稳定的矩形波；2、设计一阶电路如上图所示；3、 在面包板上搭建电路，所用电阻为3

3、.25k Q， 电容为104；4、将函数发生器调节成矩形波，测量示波器上的 波形数据；5、调节函数发生器的信号频率，使之对应t的1、2、5、10倍并分别测量波形记录数据；6、改建微分电路，重复4-5步，关闭仪器结束实验；六、数据记录与分析计算过程：/ t =R*C=3.25 *10A (-4 ) 1/ t =3.07*10A (3);1.54kHz所以频率可取 307Hz, 615Hz,3.07kHz1、积分电路:307Hz下的波形:I? I fjn|_T J Djf 0斗.2UMME 2.00UCH2- 2.00U Timm 1血孤缶615Hz下的波形:下:M：IB 2 J00U 亡H2&#

4、171; 20«JTime 500,0us 0+0 000P百1.54kHz下的波形:RIOOL T，Dijf jQi 4 24GUIS 2,ceuCH2- 2,ceu Time 29.Cus 晞“囲的m3.07kHz下的波形:尺 I 日OL* T，DJF斗.24U«UH 2.00U CH2« 200UTime 230.Sus 0+0 .0000吕具体读图中CH2CH仅仅是周期不同数据如频率/f (Hz)30761515403070峰峰值NppV5.14.43.01.7最大值/VmaxV5.14.83.62.6最小值/VminV00.40.60.9周期/T us3

5、3001600660330分析：数据较为正常。随着输入信号的频 率升高，周期T减小，就会导致电容充电还没 完成就开始放电，从而导致输出的信号产生失 真。由四张波形图可看出，当f=307k时，信 号传送率最大，之后随着f的增大，信号失真 越来越多。所以一阶RC电路的时间常数T越 小，可以允许的频率f也就越大，信号的传输 速率也就越快。2、微分电路：307Hz下的波形：CHI- 2800U 期酹 200U Time 1006ms 0+0 000Pw615Hz下的波形:KI 日訂L T' DJF Ql 2 > 56UCH L- 2.00U H：jca 2.00U Timm 508.6u

6、s 睡旳1.54kHz下的波形:碎日訂LT，D-. -.- .-JF Ql 2>56VCHll- 2S00U 期需四 200U Time 20.6us 0+0 0B00宇3.07kHz下的波形:f O 2.56UCH 1- 2恥UIWMO 2.00U Timm&+0.0806s具体读图中CH2CH仅仅是周期不同数据如下：频率/f (Hz)30761515403070峰峰值NppV10.29.67.87.0最大值/VmaxV5.14.83.93.5最小值/VminV-5.1-4.8-3.9-3.5周期/T us33001600660330分析：数据比拟正常可以证明微分电路响应的微分与输入根本成正比。七、实验总结本次实验主要做了一阶电路，测量方波响应信 号，分析时间函数，进一步了解电容的特性。作