RC串联电路的方波响应

1、RC串联电路的方波响应实验目的：探究：当一列占空比为50%的方波输入RC串联电路时，会有什么样的输出波形？熟悉示波器和信号发生器的应用；回顾电容的充放电过程，加深对电容性能的认识。实验器材：数字信号发生器、数字示波器、电阻、电容、数字万用表实验电路：图一图二实验内容：1.选择的电阻与电容值分别为：R=10KQ,C=4.7uF；2低通RC电路的研究：按照图一所示连接电路，V1连接信号发生器，V2连接示波器；用信号发生器发出Vpp=10V,占空比为50%，频率为1KHz的方波，观察信号发生器的输出信号；改变输入波形的频率，并记录输出波形及对应频率的输出信号的Vpp;3.咼通RC电路的研究：按照图二

2、所示连接电路，V1连接信号发生器，V2连接示波器；用信号发生器发出Vpp=10V，占空比为50%，频率为1KHz的方波，观察信号发生器的输出信号；改变输入波形的频率，并记录输出波形及对应频率的输出信号的Vpp;实验结果记录及分析：低通RC电路实验结果如下:频率1Hz10Hz20Hz60HzVpp(in)/v13.8612.2810.2Vpp(out)/v/10.4909.3106.530波形频率/Hz3001K100K500KVpp(in)/v10.210.210.2Vpp(out)/v1.5800.5740.2300.120波形高通RC电路实验结果如下:频率/Hz11001K1MVpp(in

3、)/v10.110.310.2Vpp(out)/v10.210.210.210.2输入波形输出波形分析:在两个电路中，t=RC=0.047s,T=0.5*T=0.5*1/f,当f=10.63Hz时，Ttww=一.低通电路当f=1Hz时，因为tf1OOHz时，tTw由于频率的增高，输出信号更加趋近于三角波；当f100K时，因为频率太高，电容两端电压更加小，而且基本没有规律。二高通电路f=1Hz时，tvvTw。当方波电压上升时，因为电容两端电压不能突变，所以输入端的电压瞬间加到电阻两端，因此形成了类似于冲激信号的信号。当电阻电压上升后，因为TvvTw，电容迅速充电，电阻上的电压迅速下降到0。当方波

4、信号电压下降，还是由于电容电压不能突变，仍然保持最大值,所以电阻电压变为反向最大值，输出负的冲激信号。由于TvvTw，电容随后又迅速放电，电阻两端的电压迅速回到0；f=10Hz时，tTw这个时候，电容拥有一定的时间进行充放电，当开始的时候,方波的电压瞬间上升，电容不能瞬间改变，所以这时输入电压全瞬间加在电阻之上。随后，由于TTw电容有了一定的充电时间，电容电压缓慢上升，电阻上电压缓慢下降，输出信号，出现缓慢向下的斜坡。当方波突然到了下降沿时，电容上有电压，所以，电阻上的电压应该等于电容两端电压与输入电压之和取反，一下达到反向最大值，然后电容缓慢放电，电阻两端电压也渐渐增大增大，图像缓慢上升；100Hzf10Hz,图像与上图相似，但更加趋近方波；f100Hz,TTw电容的充电速度非常慢，而输入信号频率很快，因电容基本来VV,不及充放电，电阻两端的输出信号与方波近似。实验感悟1,使用示波器时，要注意AC,DC档的选择；2，用万用表测量电容值是应该选取AM档；3，除了以上实验，还验证了万用表与信号发生器的内阻无穷大随便将1电阻,1电容，串联的1电阻1电容并联起来，输入了Vpp=2V,f=lKHz的正弦信号，输出端接上示波器，示波