电子电路与系统基础实验（清华大学）实验六 RC电路的特性与应用.pdfVIP

实验六 RC电路的特性与应用 2014/10/24 1 实验目的 1. 通过实验，掌握一阶RC电路的暂态响应特性和频率响应特性，以及它 们之间的关系，为今后的具体应用打下基础。 2. 初步了解RC电路的简单应用。 2 实验内容 必作内容： 1．一阶RC电路的暂态响应 2. 一阶RC电路的频率响应 3 用数字万用表测量电容 显示电容值， 单位为µF 电容测量档 被测电容 插入位置 4 实验电路 R 5.1kΩ C 0.01µF + + + + vi C vo vi R vo - 0.01µF - - 5.1kΩ - 图3.27 一阶RC低通电路 图3.28一阶RC高通电路 5 实验验收内容 1．一阶RC电路的暂态响应 本实验重点研究图3.27所示电路的暂态特性。 （1）用万用表分别测量标称值为5.1 kΩ电阻和0.01µF电容，记录它们的实际测量值，并根据 实际测量值计算出时间常数τ。 （2）选取周期和幅度合适的方波电压作为输入电压v ，加到图1电路的输入端，观测并记录电 i 路输入电压v 和输出电压v 的波形，观察该电路的零输入响应和零状态响应。 i o （3）根据（1）计算得到的τ ，测量电容充、放电时间分别为τ 、2τ 、3τ和5τ以及稳态时输出 电压的值，并与用三要素法进行理论计算得到的值进行比较。 （4 ）测量并记录输出电压v 波形的上升时间t 和下降时间t 。讨论它们与电路时间常数τ之间的 o r f 关系。 注意事项： 用三要素法进行理论计算时，公式中的稳态值、初态值以及时间常数τ均要用实测 值代入进行计算。 6 实验验收内容 2. 一阶RC电路的频率响应 （1）一阶RC低通电路的频率响应特性 在图3.27所示电路的输入端加峰峰值为4V的正弦信号。在实验过程中保持输入信号幅度不变， 改变输入信号的频率，选择合适的频率点，测量各频率下输出电压的幅度和相位，从而画出 电路的幅频特性曲线及其对应的相频特性曲线。并重点测量电路的上限截止频率fH 。 通过测量图1所示电路的上升时间t 和截止频率f ，验证它们之间满足f ·t ≈0.35的关系。这就是 r H H r 图1所示电路暂态响应特性和频率响应特之间的关系。 （2）一阶RC高通电路的频率响应特性 在图3