主頁 > 技術文章 > 電路分析（xī）實驗箱--二階動態電路響應的研（yán）究（jiū）2025-07-08

電（diàn）路分析實驗箱--二（èr）階（jiē）動態電路響應的研究

一、實驗目的
1.學習用實驗方法研究二階動態電（diàn）路的（de）響應，了（le）解電路元件參數對響應的影響。
2.觀察、分析二階（jiē）電路響應的三種狀態軌（guǐ）跡及其特點，以加深對二階（jiē）電路的認識與理解。
二、實驗原（yuán）理
一個二階電路在方波正、負階（jiē）躍信號（hào）的激（jī）勵下（xià），可獲得零（líng）狀態與（yǔ）零輸入響應，其響（xiǎng）應的變化軌（guǐ）跡決定於電路的固有（yǒu）頻率，當調（diào）節電路的元件參（cān）數值，使電路的固有頻率分別（bié）為負實數（shù）、共軛複數及虛數時，可獲得單調（diào）地衰減，衰減振蕩和等幅振蕩的響（xiǎng）應。在實（shí）驗中可獲得過阻尼、欠阻尼（ní）和臨界阻尼（ní）三種響應圖形。
簡單而典型的二階電路是一個RLC串（chuàn）聯和GCL並聯電路，這二（èr）者之間（jiān）存在著對偶關係。本實驗僅對GCL並聯電路進行研究。
三、實驗設備

序號（hào）	名稱	型號與（yǔ）規格	數量	備（bèi）注
1	脈衝（chōng）信號（hào）發生器		1
2	雙蹤示（shì）波器		1
3	動態電路實驗板		1

四、實驗內容
動態電路實驗板與實驗（yàn）八相同，如圖8-3所示。利（lì）用動態線路板中（zhōng）的元件與開關的配合（hé）作用，組（zǔ）成如圖9-1所示的GCL並聯電路。

圖9-1

令R1=10kΩ，L=4.7mH，C=1000pF，R2為10kΩ可調電阻器（qì），令函數（shù）信號（hào）發生（shēng）器的（de）輸出為Um=3V，f=1KHz的方波（bō）脈衝信號（hào），輸出端接至（zhì）上圖（tú）的激勵端，同時用同（tóng）軸電纜線將激勵端和響應（yīng）輸出端接至雙蹤示波器前的YA和YB兩個輸入口。
1.調節可變（biàn）電阻器R2之值（zhí），觀察二階電路的零輸入響應和零狀態響應由過阻尼過渡到臨界阻尼，最後過渡到（dào）欠阻尼的變化過渡過程，分別定性地描繪、記錄響應（yīng）的典型變化波形。
2.調節R2使示波器熒（yíng）光屏上呈現（xiàn）穩定的欠阻尼（ní）響應波（bō）形，定量測定此時電路的衰（shuāi）減常數α和振蕩（dàng）頻率ω_d。
3.改變一組電路參數，如增、減（jiǎn）L或C之值（zhí），重複步驟2的測量，並作（zuò）記錄。隨後仔細觀察，改變電路參數時（shí），ω_d與α的變化趨勢，並作記錄。

電路參數（shù）實驗次數	文件參數				測量值
	R1	R2	L	C	α	ω_d
1	10KΩ	調（diào）至某一欠阻尼（ní）態	4.7mH	1000pF
2	10KΩ		4.7mH	0.01uF
3	30KΩ		4.7mH	0.01uF
4	10KΩ		10mH	0.01uF

五、實驗注意事項
1.調節R2時，要細心，緩慢，臨界阻尼要找準。
2.觀察雙（shuāng）蹤時，顯示要穩定，如不同步，則可（kě）采用外同步法觸發（可以看示波器說明）。
六、預習思（sī）考題
1.根據二階電（diàn）路實驗線（xiàn）路元件的參數，計算出（chū）處於臨界阻尼狀態的R2之值。
2.在示波器熒光屏上，如何測得二（èr）階電路零輸入響應欠阻尼狀（zhuàng）態的衰減常數（shù）α和振蕩頻率ω_d？
七、實驗報告（gào）
1.根據觀測結果，在方格紙上描繪二階（jiē）電路過阻尼，臨（lín）界阻尼（ní）和欠阻尼的響應波形。
2.測算欠阻尼振蕩曲線上的α與ω_d。
3.歸（guī）納、總（zǒng）結（jié）電路元件參（cān）數的改變（biàn），對響應變化趨勢的影響。

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