电子技术实验与Multisim14仿真课件：RC一阶电路的响应测试

一、实验目的2.4RC一阶电路的响应测试1．测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。2.

学习电路时间常数的测量方法。3．掌握有关微分电路和积分电路的概念。4．进一步学会用示波器观测波形。5．掌握应用Multisim14软件验证一阶电路零输入响应、零状态响应和全响应。二、实验设备及材料1．装有Multisim14的计算机2．可调直流稳压电源

0-30V

一台3．函数信号发生器

一台4．双踪示波器

一台5．数字万用表

一台6．电阻、电容

若干2.4RC一阶电路的响应测试三、实验原理1.一阶电路的零输入响应

动态电路中无外加激励电源，仅由动态元件初始储能所产生的响应，称为零输入响应。2.4RC一阶电路的响应测试2.一阶RC电路的零状态响应

当动态元件（电容或电感）初始储能为零（即初始状态为零）时，仅由外加激励产生的响应称为零状态响应。3.一阶RC电路的全响应

当一个非零初始状态的一阶电路受到激励时，电路的响应称为一阶电路的全响应。可以看出，全响应=零输入响应+零状态响应。三、实验原理2.4RC一阶电路的响应测试4.时间常数τ的测定方法

利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。用示波器测量零输入响应的波形，当电容电压下降至0.368Um时，此时所对应的时间就等于τ。同理可用一阶零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得。零输入响应零状态响应三、实验原理2.4RC一阶电路的响应测试5.微分电路和积分电路

当满足τ＝RC<<T/2时（T为方波脉冲的重复周期），且由R两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路；当电路的参数满足τ＝RC>>T/2时，则该RC电路称为积分电路。微分电路积分电路四、计算机仿真实验内容1.一阶RC电路仿真2.4RC一阶电路的响应测试（1）绘制如图2-47所示电路图，不断地拨动开关从“a”至“b”，观察示波器波形。自行改变电阻R1与电容C1的参数，重新仿真电路，理解时间常数的作用。四、计算机仿真实验内容2.4RC一阶电路的响应测试（2）用信号发生器产生的方波替代开关S1的作用，将激励信号设置为UPP＝3V、f＝1KHz的方波。仿真运行电路，观察示波器波形，测算出时间常数τ，记入表2-25中。四、计算机仿真实验内容2.4RC一阶电路的响应测试（3）在图2-47中加入一个电压源，如图2-50所示，重新仿真电路，观察示波器波形，采用三要素法理论计算电容电压与电阻电压，与示波器波形对比，验证三要素法。四、计算机仿真实验内容2.4RC一阶电路的响应测试（4）如图2-51所示微分电路,在UPP＝3V，f＝1KHz的方波激励信号作用下，观测激励与响应的波形，记入表2-26中。四、计算机仿真实验内容2.4RC一阶电路的响应测试（5）如图2-52所示积分电路,在UPP＝3V，f＝1KHz的方波激励信号作用下，观测激励与响应的波形，记入表2-27中。四、计算机仿真实验内容2.4RC一阶电路的响应测试2.一阶RL电路的仿真（1）绘制如图2-53所示电路图。不断地拨动开关S1，观察示波器波形。自行改变电阻R1、R2、R3与电感L1的参数，重新仿真电路。加深理解时间常数对电路暂态持续时间的影响。四、计算机仿真实验内容2.4RC一阶电路的响应测试（2）在图2-53中加入一个电压源，如图2-54所示，重新仿真电路，观察示波器波形，采用三要素法理论计算电感电压与电阻电压，与示波器波形对比，验证三要素法。五、实验室操作实验内容1.时间常数τ的测试

按表2-28设置参数，组成RC充放电电路。ui为信号发生器输出的UPP＝3V、f＝1KHz的方波信号，将激励源ui和响应uC的信号分别连至示波器的两个通道。可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，测算出时间常数τ，并用方格纸按1:1的比例描绘波形，记入表2-28。2.4RC一阶电路的响应测试五、实验室操作实验内容2.4RC一阶电路的响应测试2.微分电路的测试

按表2-29设置参数，组成微分电路。在UPP＝3V，f＝1KHz的方波激励信号作用下，观测并描绘激励与响应的波形，记入表2-29。五、实验