電工實驗臺二階動態(tài)電路響應的研究說明

一、電工實驗臺-實驗目的
1. 測試二階動態(tài)電路的零狀態(tài)響應和零輸入響應， 了解電路元件參數(shù)對響應的影響。
2. 觀察、分析二階電路響應的三種狀態(tài)軌跡及其特點， 以加深對二階電路響應的認識與理解。
二、原理說明
一個二階電路在方波正、負階躍信號的激勵下，可獲得零狀態(tài)與零輸入響應，其響應的變化軌跡決定于電路的固有頻率。當調節(jié)電路的元件參數(shù)值，使電路的固有頻率分別為負實數(shù)、共軛復數(shù)及虛數(shù)時，可獲得單調地衰減、衰減振蕩和等幅振蕩的響應。在實驗中可獲得過阻尼，欠阻尼和臨界阻尼這三種響應圖形。
簡單而典型的二階電路是一個RLC串聯(lián)電路和GCL并聯(lián)電路，這二者之間存在著對偶關系。本實驗僅對GCL并聯(lián)電路進行研究。
三、實驗設備

序號	名   稱	型號與規(guī)格	數(shù)量	備注
1	函數(shù)信號發(fā)生器		1	實驗臺上
2	雙蹤示波器		1	自備
3	動態(tài)實驗電路板		1	MYDG03

 四、實驗內容
動態(tài)電路實驗板與實驗十二相同，如圖12-3所示。利用動態(tài)電路板中的元件與開關的配合作用，組成如圖13-1所示的GCL并聯(lián)電路。
令R₁＝10KΩ，L＝4.7mH，C＝1000PF，R₂為10KΩ可調電阻。令脈沖信號發(fā)生器的輸出為U_m＝1.5V，f＝1KHz的方波脈沖，通過同軸電纜接至圖中的激勵端，同時用同軸電纜將激勵端和響應輸出接至雙蹤示波器的Y_A和Y_B
兩個輸入口。 1. 調節(jié)可變電阻器R₂之值， 觀察二階電路的零輸入響應和零狀態(tài)響應由過阻尼過渡到臨界阻尼，最后過渡到欠阻尼的變化過渡過程，分別定性地描繪、記錄響應的典型變化波形。
2. 調節(jié)R₂使示波器熒光屏上呈現(xiàn)穩(wěn)定的欠阻尼響應波形， 定量測定此時電路的衰減常數(shù)α和振蕩頻率ω_d。
3. 改變一組電路參數(shù)，如增、減L或C之值，重復步驟2的測量，并作記錄。隨后仔細觀察，改變電路參數(shù)時，ω_d與α的變化趨勢，并作記錄�！�

電路參數(shù) 實驗次數(shù)	元  作  參  數(shù)				測量值
	R1	R2	L	C	α	ω
1	10KΩ	調 至 某 一 次 欠 阻 尼 狀 態(tài)	4.7mH	1000PF
2	10KΩ		4.7mH	0.01μF
3	30KΩ		4.7mH	0.01μF
4	10KΩ		10mH	0.01μF

五、實驗注意事項
1. 調節(jié)R₂時，要細心、緩慢，臨界阻尼要找準。
2. 觀察雙蹤時，顯示要穩(wěn)定，如不同步， 則可采用外同步法觸發(fā)（看示波器說明）。
六、預習思考題
1. 根據(jù)二階電路實驗電路元件的參數(shù)， 計算出處于臨界阻尼狀態(tài)的R₂之值。
2. 在示波器熒光屏上， 如何測得二階電路零輸入響應欠阻尼狀態(tài)的衰減常數(shù)α和振蕩頻率ω_d？
七、實驗報告
1. 根據(jù)觀測結果，在方格紙上描繪二階電路過阻尼、 臨界阻尼和欠尼的響應波形。
2. 測算欠阻尼振蕩曲線上的α與ω_d。
3. 歸納、總結電路元件參數(shù)的改變對響應變化趨勢的影響。
4. 心得體會及其他。

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