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电工实验台二阶动态电路响应的研究说明

一、电工实验台,电工实验设备,电工实验装置实验目的
1. 测试二阶动态电路的零状态响应和零输入响应, 了解电路元件参数对响应的影响。
2. 观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点, 以加深对二阶电路响应的认识与理解。
二、电工实验台,电工实验设备,电工实验装置原理说明
一个二阶电路在方波正、负阶跃信号的激励下,可获得零状态与零输入响应,其响应的变化轨迹决定于电路的固有频率。当调节电路的元件参数值,使电路的固有频率分别为负实数、共轭复数及虚数时,可获得单调地衰减、衰减振荡和等幅振荡的响应。在实验中可获得过阻尼,欠阻尼和临界阻尼这三种响应图形。
简单而典型的二阶电路是一个RLC串联电路和GCL并联电路,这二者之间存在着对偶关系。本实验仅对GCL并联电路进行研究。
三、电工实验台,电工实验设备,电工实验装置实验设备
序号 名   称 型号与规格 数量 备注
1 函数信号发生器   1 实验台上
2 双踪示波器   1 自备
3 动态实验电路板   1 MYDG03
 四、电工实验台,电工实验设备,电工实验装置实验内容
动态电路实验板与实验十二相同,如图12-3所示。利用动态电路板中的元件与开关的配合作用,组成如图13-1所示的GCL并联电路。
令R1=10KΩ,L=4.7mH,C=1000PF,R2为10KΩ可调电阻。令脉冲信号发生器的输出为Um=1.5V,f=1KHz的方波脉冲,通过同轴电缆接至图中的激励端,同时用同轴电缆将激励端和响应输出接至双踪示波器的YA和YB
两个输入口。
图 13-1
1. 调节可变电阻器R2之值, 观察二阶电路的零输入响应和零状态响应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,分别定性地描绘、记录响应的典型变化波形。
2. 调节R2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常数α和振荡频率ωd
3. 改变一组电路参数,如增、减L或C之值,重复步骤2的测量,并作记录。随后仔细观察,改变电路参数时,ωd与α的变化趋势,并作记录。 
电路参数
实验次数
元  作  参  数 测量值
R1 R2 L C α ω
1 10KΩ








4.7mH 1000PF    
2 10KΩ 4.7mH 0.01μF    
3 30KΩ 4.7mH 0.01μF    
4 10KΩ 10mH 0.01μF    
         
五、实验注意事项
1. 调节R2时,要细心、缓慢,临界阻尼要找准。
2. 观察双踪时,显示要稳定,如不同步, 则可采用外同步法触发(看示波器说明)。
六、预习思考题
1. 根据二阶电路实验电路元件的参数, 计算出处于临界阻尼状态的R2之值。
2. 在示波器荧光屏上, 如何测得二阶电路零输入响应欠阻尼状态的衰减常数α和振荡频率ωd
七、实验报告
1. 根据观测结果,在方格纸上描绘二阶电路过阻尼、 临界阻尼和欠尼的响应波形。
2. 测算欠阻尼振荡曲线上的α与ωd
3. 归纳、总结电路元件参数的改变对响应变化趋势的影响。
4. 心得体会及其他。

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