电路分析基础实验 3.2二阶动态电路响应及观测_第1页
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文档简介

二阶动态电路响应及观测课程：电路分析基础实验（电路与电子线路实验1）吕伟锋、卢振洲

二阶动态电路响应及观测观测二阶动态电路响应的特点和规律了解二阶动态电路元件参数对响应的影响巩固和加强电子测量仪器的使用能力一.实验目的

二阶动态电路响应及观测二.实验仪器序号仪器名称型号或规格主要功能及特点1双踪示波器

2功率函数信号发生器

3九孔方板及元件

二阶动态电路响应及观测三.实验原理当电路中含有两个独立的储能元件时就构成二阶动态电路。图3.2.1所示为二阶RLC串联电路。图3.2.1

二阶RLC串联电路

二阶动态电路响应及观测三.实验原理以零输入响应为例，此时电路方程为特征根：衰减系数：谐振角频率：s1、s2决定了零输入响应的形式。根据R、L、C元件参数的不同，电路可能会出现过阻尼、临界阻尼、欠阻尼三种情况。

二阶动态电路响应及观测三.实验原理1.过阻尼当

，即

时为过阻尼情况，这时s1、s2为两不相等的负实根，其解形式为

。此时电路响应是非振荡衰减的。2.临界阻尼当

，即

时为临界阻尼情况，这时s1=s2=-α为相等负实根，其解形式为

。

此时电路响应也是非振荡衰减的，但是这种过程是振荡和非振荡的分界线。

二阶动态电路响应及观测三.实验原理3.欠阻尼当

，即

时为欠阻尼情况，这时s1、s2为一对共轭复数，其解形式为

，其中

。此时的响应是衰减振荡，如图3.2.2所示。

图3.2.2

二阶动态电路欠阻尼振荡波形

二阶动态电路响应及观测四.实验内容及步骤1.观测三种状态电路响应(基础实验）(1)按图3.2.3所示连接电路和仪器，将图中的vc信号送入示波器的CH1通道，vR信号送入示波器的CH2通道。图3.2.3

实验电路和参数

二阶动态电路响应及观测四.实验内容及步骤1.观测三种状态电路响应(基础实验)(2)在电路的vin处输入VP-P=2V，f=1kHz的方波作为电路的激励，调节电位器的阻值，使电路处于过阻尼状态，观测并绘制vc、vR(IL)的波形图。(3)改变电位器的阻值，使电路处于临界阻尼状态，观测并绘制vc、vR(IL)的波形图。(4)继续改变电位器的阻值，使电路处于欠阻尼状态。观测并绘制vc、vR(IL)的波形图。

二阶动态电路响应及观测四.实验内容及步骤2.测振荡角频率

的值(基础实验)在欠阻尼时，从示波器上测得

的值，并将其与实际计算进行比较。3.状态轨迹的显示和观测(提高要求）将示波器X-Y开关打开，观测并记录状态变量vc、IL(vR)形成的轨迹。

二阶动态电路响应及观测五.实验注意事项1.为了使瞬态过程周期性重复出现便于示波器观察，可用阶跃信号代替方波激励。2.观测vc信号的同轴电缆的两个夹子，分别接vc输出端和地。

二阶动态电路响应及观测六.实验预习思考题1.预习有关二阶RLC电路响应的解的形式相关理论知识。2.根据实验电路图，计算电路分别处于过阻尼、临界阻尼、欠阻尼时的串联电阻。3.实验中实际观测的电容电压是vc+vR,而不是电压vc，这

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