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1、实验14二阶动态电路响应的研究实验十四 二阶动态电路响应的研究 一、实验目的 1. 学习用实验的方法来研究二阶动态电路的响应， 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、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，
2、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、实验设备 序号 1 2 3 名 称 脉冲信号发生器 双踪示波器 动态实验电路板 型号与规格 数量 1 1 1 HE-14 备注 四、实验内容 动态电路实验板与实验十三相同，如图13-3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14-1所示的GCL并联电路。 令R110K，L4.7mH， C1000PF，R2为10K可调电 阻。令脉冲信号发生器的输出为 Um1.5V，f1KHz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 14-1 1. 调
3、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和振荡频率d。 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，d与的变化趋势，并作记录。 电路参数 元 作 参 数 测量值 激励LCR2R1响应实验次数 1 2 3 4 五、实验注意事项 R1 10K 10K 30K 10K R2 调 至 某 一 次 欠 阻 尼 态 L 4.7mH 4.7mH 4.7
4、mH 10mH C 1000PF 0.01F 0.01F 0.01F d 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。 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和振荡频率d？ 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. 测算欠阻尼振荡状态时的与d。 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。 附录：欠阻尼状态下与d的测算。 用示波器观察欠阻尼状态时U0的波形， 应如图14-2所示，则： d =2/T =1TlnU2 U1 图14-2
