《电压》课件实验六

实验六一阶电路的应用实例

(一)实验仪器和器材介绍

(1)SR-071B型双踪示波器(详见实验四的介绍)。

(2)FD22C型多用信号发生器(详见实验四的介绍)。

(3)固定线路实验板(详见实验五的介绍)。

(二)实验指导

1.课前预习

(1)复习实验五的时常数测量方法。

(2)阅读本实验的“实验原理”部分，了解补偿衰减器的用途和原理。了解补偿电容C1的大小对衰减器输出波形的影响。(3)认真分析图Ⅱ.6-2中过补偿、最佳补偿和欠补偿三种情况下的波形图。如何在示波器显示的波形图上测量R2/(R1+R)值、C1/(C1+C2)值以及时常数τ值。

2.实验目的

研究电容补偿衰减器。通过实验，了解一阶RC电路的

应用。

3.实验原理

电容补偿衰减器原理线路如图Ⅱ.6-1所示。这种补偿衰减器常用在测量仪器的输入端，例如，示波器和电子式交流电压表的输入端。图Ⅱ.6-1电容补偿衰减器图中R1和R2组成分压器，使输入电压幅度减小(衰减)。C2是衰减器的负载电容，由于此电容的存在，会使输出

信号u2产生失真。为此可加上一个补偿电容C1，其容量通常是可调的，只要C1值取得合适，信号u1通过衰减器后产生的输出u2波形就不会产生失真。对于图Ⅱ.6-1电路，由基尔霍夫电流定律(KCL)可得即整理得(6-1)若输入信号为阶跃信号Eε(t),则(6-2)由式(6-2)可知：当t→∞时，即衰减器输出信号的稳态值仅与输入信号幅度及R1、R2值有关，与电容C1、C2值无关，衰减器的分压比当t→0+时，即衰减器输出信号的起始值仅与输入信号幅度及C1、C2值有关，与电阻R1、R2无关。改变补偿电容C1的值，可以得到不同的结果。

(1)最佳补偿。当C1的取值满足R1C1=R2C2时，因而说明衰减器输入阶跃信号，输出也为阶跃信号，只是幅度减小，属不失真传输。

(2)过补偿。当C1的取值过大，使得因而在实际应用中是不希望出现的，必须减小C1值，以达到最佳补偿。

(3)欠补偿。当C1的取值过小，使得因而三种补偿情况时的阶跃响应波形如图Ⅱ.6-2所示。图Ⅱ.6-2阶跃信号通过衰减器的波形

4.实验内容与步骤

1)最佳补偿时阶跃响应的观察

(1)调节信号源输出Up-p=4.0V,f=1.00kHz的方波。

(2)按图Ⅱ.6-1在过渡过程实验板上(补偿电路2)连线。信号源接至a、b两点，示波器接至d、b两点。注意信号源与示波器“共地”。

(3)用示波器观察并记录衰减器输出波形。注意测量输出电压幅值。此时电路中R1=R2=10kΩ,C1=C2=1000pF。

2)过补偿时阶跃响应的观察

(1)信号与上面相同。

(2)在上面实验线路的基础上，用导线将b、c两点连接。此时C1=1000+4700=5700pF＞C2=1000pF,R1=R2=10kΩ。

(3)用示波器观察并记录衰减器输出波形。要求测量起始值u(0+)和稳态值u(∞)。并测量时常数τ。

3)欠补偿时阶跃响应的观察

(1)信号与上面相同。

(2)在上面实验线路的基础上，去掉a、c间的连线，将b、c用导线连起来。此时,C1=1000pF＜C2=1000+4700=5700pF,R1=R2=10kΩ。

(3)用示波器观察并记录衰减器输出波形。要求测量起始值u(0+)和稳态值u(∞)。并测量时常数τ。

5.讨论题

(1)从测量到的波形参数，如何计算出R1/