实验 10 一阶电路的仿真与实验

1. 实验10 一阶电路的仿真与实验

2. 实验目的 • 学习创建、编辑EWB电路的方法。练习虚拟模拟仪器的使用。 • 学习用示波器观察RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。 • 学习电路时间常数的测量方法。 • 掌握有关微分电路和积分电路的概念。 • 进一步学会用示波器观测波形。

3. 实验原理与说明 • 零输入响应、零状态响应、时间常数 零状态响应 零输入响应

4. 微分电路 电容放电 电容充电 KVL方程：u1= uC+ u2 当 u2<<uC时：u1  uC 为使 u2<<uC，即 故  = RC很小

5. 积分电路 KVL方程：u1= uR+ u2 当 u2<<uR时：u1  uR 为使 u2<<uR，即 故  = RC很大

6. 仿真示例 • 创建如图10-4所示的仿真实验电路。信号发生器设置为方波，

7. 仿真示例 • 调节示波器参数，观察充放电波形。如图10-6所示。 • 方法：打开开关，按“暂停”按钮。

8. 仿真示例 • 测量时间常数：改变时间轴，移动示波器上的游标。红色游标对准图 10-6初值，蓝色游标对准终值的63.2。可得。如图10-7所示。

9. 观察uC的波形 观察iC的波形 实验内容 1 • 研究RC电路的方波响应。实验线路原理图如图所示。 周期方波发生器 取样电阻 选取T =1ms , f =1kHz , C=0.1F , r =50左右

10. 实验内容 1 • 为方波信号发生器产生的周期为T的信号电压。r为电流取样电阻。适当选取方波电源的周期和R、C的数值，观察并描绘出和的波形。 • 改变R或C的数值，使 观察和如何变化，并作记录。

11. 实验内容 2 • 设计一个微分器电路，对于频率为f =1KHz的方波信号的微分输出满足： • 尖脉冲的幅度大于1V； • 脉冲衰减到零的时间 。电容值选取：C=0.1F

12. 实验步骤与方法 • 计算出 ， ， ， 的R值，C=0.1F不变。

13. 实验步骤与方法 • 设计出实验内容2的微分电路。选取参数。 周期方波的峰峰值为大于1.5V

14. 实验步骤与方法 • 仿照仿真示例的方法，对实验内容1、2进行仿真。保存仿真电路和仿真结果。 • 按仿真的电路和参数进行实验，在示波器上观察实验内容1、2的波形。并将实验参数和结果作记录。

15. 实验报告要求 • 画出实验电路，说明实验步骤。 • 绘出仿真和实验的波形，并加以比较。 • 根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变换的特征。 • 心得体会及其他。