电工实验台二阶动态电路响应的研究说明

电工实验台二阶动态电路响应的研究说明

电工实验台二阶动态电路响应的研究说明

MY-101F 通用电工实验与技能实训考核成套设备

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

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U_m＝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Y_A和Y_B
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ω_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，ω_d与α的变化趋势，并作记录。　

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ω_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. 测算欠阻尼振荡曲线上的α与ω_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。