一阶、二阶电路的动态响应

一阶电路和二阶电路的动态响应 学号：1028401083 姓名：赵静怡 一、 实验目的 1、 掌握用Multisim 研究一阶电路的动态响应特性测试方法 2、 掌握用Multisim 软件绘制电路原理图 3、 掌握用Multisim 软件进行瞬态分析 4、 深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应和完全响应 5、 深刻理解欠阻尼、临界、过阻尼的意义 6、 研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响 二、 实验原理 ⑴一阶电路 含有一个独立储能元件，可以用一阶微分方程来描述的电路，称为一阶电路。 一阶RC 电路 零输入响应： 当 Us=0 时，电容的初始电压 Uc(0+)=U0 时，电路的响应称为零输入响应。 RCtcUtu0)(（t>=0） 零状态响应： 当电容电压的初始值Uc(0+)=0 时，而输入为阶跃电压u s=USu (t)时，电路的响应称为零状态响应。 )()1()(tueUtuRCtsc ⑵二阶电路 用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。 V110 V R1100ΩC1100nFIC=0VL110mH1230 RLC 串联二阶电路 如上图就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：scccUudtduRCdtudLC22 衰减系数（阻尼系数）LR2 自由振荡角频率（固有频率）LCwo1 ，称为无阻尼情况，响应是等幅振荡性的0伟欠阻尼情况，响应是振荡性的，陈2临界阻尼情况，响应临界振荡，称为2为过阻尼情况响应是非振荡性的，称,2RCLRCLRCLR 三、实验内容： 1．用Multisim 研究一阶电路的动态响应 （1）实验电路 （a） (b) (c) （2）初始条件如图所示，t=0 电路闭合，分别仿真出电容上电压（从零时刻开始）的波形，说明各属于什么响应？三种情况下分别测量电容电压达到3v 所用的时间。 ①图（a）为零状态相应，电容上电压的波形如下图： 由上图可知，电容电压达到3v 所用的时间约为91.6146μm ②图（b）为零输入相应，电容上电压的波形如下图： 由上图可知，电容电压达到3v 所用的时间为51.1196μm ③图（c）为全响应，电容上电压的波形如下图： 由上图可知，电容电压达到3v 所用的时间为40.6082μm （3）写出三种情况下电容电压随时间的函数表达式，并分别计算出电容电压为3V 时的时间。 零输入响应：RCtcUtu0)(，经过运算可得 t=51.08μm 零状态响应：)()1()(tueUtuRCtsc，经过运算可得 t=91.63μm 完全响应：)(tuc=RCtU0+)()1(tueURCts，经过运算可得 t=40.55μm （4）根据（2...