二阶电路动态响应试验报告

1、实验二：二阶电路动态响应学号：1528406027姓名：李昕怡成绩：实验目的1 .深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应及完全响应2 .深刻理解欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的意义.3 .研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响.4 .掌握用Multisim软件绘制电路原理图的方法.实验原理及思路实验原理：用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。如图所示的RLC串联电路是一个典型的二阶电路，可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述：LCd2ucdt2RC也uc二Ucdt定义衰减系数(阻尼系数)0t=R,自由振荡角频率(固有频率)。0=.LLC1 .零输入响应.动态电路在没有外施激励时，由动态元件的初始

2、储能引起的响应，称为零输入响应。(1)当R>2器时,响应是非振荡性的，称为过阻尼情况.(2)当r=2，L时，响应是临界振荡，称为临界阻尼情况.(3)当R<2、归时，响应是振荡性的，称为欠阻尼情况.2 .零状态响应.动态电路的初始储能为零，由外施激励引起的电路响应称为零状态响应.与零输入响应类似，电压电流的变化规律取决于电路结构、电路参数，可以分为过阻尼、欠阻尼、临界阻尼等三种充电过程。实验思路：1 .用方波信号作为输入信号，调节方波信号的周期，观测完整的响应曲线.2 .用可变电阻R代替电路中的电阻，计算电路的临界阻尼，调整R的大小，使电路分别处于欠阻尼、临界阻尼和过阻尼的情况，观测

3、电容两端的瞬态电压变化.3 .测定衰减振荡角频率0d和衰减系数U.在信号发生器上读出信号的震荡周期T%则：八.2二，d=2二fd=Td1h1二ln-Tdh2其中hi、h2分别是两个连续波峰的峰.三、实验内容及结果1 .计算临界阻尼.R=2JL之1.348kC2 .Multisim仿真.（1）从元器件库中选择可变电阻、电容、电感，创建如图所示电路（2）将J1与节点0相连，用Multisim瞬态分析仿真零输入响应（参数欠阻尼、临界阻尼、过阻尼三种情况），观测电容两端的电压，将三种情况的曲线绘制在同一张图上，从上至下分别是：R=10%R（欠阻尼），R=1.348kQ（临界阻尼）,R=90%R（过阻尼

4、）.查看记录仪文件楠任）摸图附工Mm瞬态分析瞬态分析电路1瞬态分析SelectedTrace:V(3)（3）将J1与节点4相连，用Multisim瞬态分析仿真全响应（欠阻尼、临界阻尼、过阻尼三种情况），观测电容两端的电压，将三种情况的曲线绘制在同一张图上，从上至下分别是：R=10%R（欠阻尼），R=1.348kQ（临界阻尼），R=90%R（过阻尼）.（4）在Multisim中用函数发生器、示波器和波特图绘制如图所示的电路图,函数信号发生器设置：方波、频率1kHz、幅度5V、偏置5V.用瞬态分析观测电容两端的电压R=10%R（欠阻尼）：示波器-X0C1R=1.348kQ（临界阻尼）：了液器-X0

5、C1R=90%R（过阻尼）:2.在电路板上焊接实验电路，器件参数：R=100Q、L=10mHC=47nF可变电阻R.3 .调节可变电阻R,观察二阶电路在方波信号下由过阻尼过渡到临界阻尼，最后过渡到欠阻尼的变化过渡过程，记录三种情况下R的值，记录示波器上显示的波形过阻尼R=2.5kQ临界阻尼R=770Q欠阻尼R=2.5Q波形图4.调节R使示波器荧光屏上呈现稳定的欠阻尼响应波形，定量测定此时电路的衰减系数a和振荡频率6d,记录所测数据.波形RLC振扬周期Td第一波峰峰值hi第二一波峰峰值h266Q10mH122nF92pS1.72V0.34Vimi理论值测量值:我减振扬/频率8d67420.068260.9衰减系数a16600.017621.0四、结论及分析1 .结论：当RLC串联电路中电阻R值由大至小改变时，电路由过阻尼情况过渡到临界阻尼情况，再由临界阻尼情况过渡到欠阻尼情况，电容两端的电压波形也随之改变.2 .误差分析：万用表测量时和读数时的误差；电感和电容存在交流损耗，这种交流损耗可以等效成损耗电阻；电感、电容大小真实值与