内容发布更新时间 : 2024/11/13 6:58:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验二：二阶电路动态响应

学号：1528406027 姓名：李昕怡成绩： 一、 实验目的

1. 深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应及完全响应.

2. 深刻理解欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的意义. 3. 研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响. 4. 掌握用Multisim软件绘制电路原理图的方法.

二、 实验原理及思路

实验原理：

用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。

如图所示的RLC串联电路是一个典型的二阶电路，可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述：

d2ucducLC2?RC?uc?Uc

dtdt 定义衰减系数（阻尼系数）??R,自由振荡角频率（固有频率）?0?L1. LC1. 零输入响应.

动态电路在没有外施激励时，由动态元件的初始储能引起的响应，称为零输入响应。 （1） 当R＞2L时，响应是非振荡性的，称为过阻尼情况. CL时，响应是临界振荡，称为临界阻尼情况. CL时，响应是振荡性的，称为欠阻尼情况. C（2） 当R=2（3） 当R＜22. 零状态响应.

动态电路的初始储能为零，由外施激励引起的电路响应称为零状态响应.与零输入响应类似，电压电流的变化规律取决于电路结构、电路参数，可以分为过阻尼、欠阻尼、临界阻尼等三种充电过程。

实验思路：

1. 用方波信号作为输入信号，调节方波信号的周期，观测完整的响应曲线. 2. 用可变电阻R代替电路中的电阻，计算电路的临界阻尼，调整R的大小，使电路分别处于欠阻尼、临界阻尼和过阻尼的情况，观测电容两端的瞬态电压变化.

3. 测定衰减振荡角频率?d和衰减系数?.在信号发生器上读出信号的震荡周期Td，则：

2??d?2?fd?

Td1h1??ln

Tdh2其中h1、h2分别是两个连续波峰的峰.

三、 实验内容及结果

1. 计算临界阻尼.

R=2L?1.348k? C2.Multisim仿真.

（1）从元器件库中选择可变电阻、电容、电感，创建如图所示电路.

（2）将J1与节点0相连，用Multisim瞬态分析仿真零输入响应（参数欠阻尼、临界阻尼、过阻尼三种情况），观测电容两端的电压，将三种情况的曲线绘制在同一张图上，从上至下分别是：R1=10％R（欠阻尼），R1=1.348kΩ（临界阻尼），R1=90％R（过阻尼）.

（3）将J1与节点4相连，用Multisim瞬态分析仿真全响应（欠阻尼、临界阻尼、过阻尼三种情况），观测电容两端的电压，将三种情况的曲线绘制在同一张图上，从上至下分别是：R1=10％R（欠阻尼），R1=1.348kΩ（临界阻尼），R1=90％R（过阻尼）.

（4）在Multisim中用函数发生器、示波器和波特图绘制如图所示的电路图，函数信号发生器设置：方波、频率1kHz、幅度5V、偏置5V.