仿真實(shí)驗(yàn)一 RC微分積分電路

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1、真誠(chéng)為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。 一、RC一階微積分電路仿真實(shí)驗(yàn) 一、電路課程設(shè)計(jì)目的 1、測(cè)定RC一階電路的積分、微分電路； 2、掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。 二、仿真電路設(shè)計(jì)原理 1．RC電路的矩形脈沖響應(yīng) 若將矩形脈沖序列信號(hào)加在電壓初值為零的RC串聯(lián)電路上，電路的瞬變過(guò)程就周期性地發(fā)生了。顯然，RC電路的脈沖響應(yīng)就是連續(xù)的電容充放電過(guò)程。如圖所示。 若矩形脈沖的幅度為U，脈寬為tp。電容上的電壓可表示為： 電阻上的電壓可表示為： 即當(dāng) 0到t1時(shí)，電容被充電；當(dāng)t1到t2 時(shí)，電容器經(jīng)電阻R放電。 （也可以這樣解釋：電容兩端電壓不能突

2、變，電流可以，所以反映在圖中就是電阻兩端的電壓發(fā)生了突變。） 2．RC微分電路 取RC串聯(lián)電路中的電阻兩端為輸出端，并選擇適當(dāng)?shù)碾娐穮?shù)使時(shí)間常數(shù)τ<<tp（矩形脈沖的脈寬）。由于電容器的充放電進(jìn)行得很快，因此電容器C上的電壓uc(t)接近等于輸入電壓ui(t)，這時(shí)輸出電壓為： 上式說(shuō)明，輸出電壓uo(t)近似地與輸入電壓ui(t)成微分關(guān)系，所以這種電路稱微分電路。 3．RC積分電路 如果將RC電路的電容兩端作為輸出端，電路參數(shù)滿足τ>>tp的條件，則成為積分電路。由于這種電路電容器充放電進(jìn)行得很慢，因此電阻R上的電壓ur(t)近似等

3、于輸入電壓ui(t)，其輸出電壓uo(t)為：   上式表明，輸出電壓uo(t)與輸入電壓ui(t)近似地成積分關(guān)系。 4．時(shí)間常數(shù) RC電路中，時(shí)間常數(shù)=R*C ； RL電路中，時(shí)間常數(shù)=L/R。 三、仿真實(shí)驗(yàn)電路搭建與測(cè)試 1、一階RC微分電路： 2、一階RC積分電路 四、結(jié)論分析 1、一階RC微分電路 當(dāng)足夠小，即 ，就構(gòu)成微分電路，從電阻端輸出的電壓與輸入電源電壓之間呈微分關(guān)系 2、一階RC積分電路 而當(dāng)足夠大，即，就構(gòu)成積分電路，從電容兩端輸出的電壓與輸入電源電壓之間呈積分關(guān)系 五、思考與總結(jié) 由上述實(shí)驗(yàn)可得，在一階電路中的電壓、電流變化是隨指數(shù)形式變化的，而變化的快慢是由的大小變化。正如，做RC一階電路的積分、微分實(shí)驗(yàn)時(shí)，，無(wú)論是R變大還是C變大，都會(huì)使波形的變化變小，衰減越小。在微分試驗(yàn)中，波形變化為尖頂波；而在做積分實(shí)驗(yàn)中，波形隨的變化，講方波轉(zhuǎn)換為三角波。 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，最重要的是，要分清一階電路中的各個(gè)響應(yīng)，以及積分、微分電路的概念。還有，就是要掌握Multisim11.0仿真軟件中示波器的使用方法。 RC電路中： 積分電路，電路輸出為電容兩端，時(shí)間常數(shù)大； 微分電路，電路輸出為電壓兩端，時(shí)間常數(shù)小。 5 / 5