文档介绍：电路的频率特性与方波响应
目录
一、 数据处理 2
实验一. 正弦信号的测量 2
实验二. 方波激励和响应 5
二、 实验总结 6
1. 调节时波形问题
2. 误差分析 6
3. 示波器的使用注意事项 6
三、 实验感想和收获 6
附:实验中示波器图像 7
数据处理
实验一. 正弦信号的测量
使用数字万用表与示波器测量不同频率的正弦波得到的结果如下:
f1(Hz)
UI(V)
UC(V)
UIM(Vpp)
UCM(Vpp)
UR(Vpp)
φ(°)
200
400
1000
φ
φ
UI
UC
UR
电路的矢量图如下:
使用勾股定理,可以得到UR的理论值为:
UR=UI2-UC21/2
f=400Hz时,示波器波形如图:
此时,URVpp=-=
相对误差为:
-×100%=%
f=400Hz时,得到李沙育图如下:
其中,测量得a=,b=,可知
φ=sin-1ab=sin-=°
UR=URM22=
UC=UCM22=
Ui =UIM22=
∴相位差为θ=arcosUR2+UC2+UI22URUC=
R
22kΩ
Mid
0(最低)
Ψ
°
°
°
将电阻R换成22 kΩ的电位器后,电位器电阻越大,UI与UC的相位差越大。
当运放接通电阻时,示波器波形如图:
°。
与理论值180°相对误差为:
180-×100%=%
当运放接通电容时,示波器波形如图:
°。
与理论值90°相对误差为:
90-×100%=%
实验二. 方波激励和响应
积分电路使用电阻为10 kΩ,,示波器显示波形如下:
可以看到积分电路将方波转化成了同频率的三角波。
微分电路使用电阻为10 kΩ,,示波器显示波形如下:
可以看到微分电路的波形在方波的上升沿及下降沿最陡,之后斜率迅速减至0。
在微分电路中,当电阻大小不变时,适当减小电容大小,则微分电路的波形越陡,即越接近理想的微分,同样,在积分电路中,电阻大小不变时,适当增大电容大小,则积分电路的波形越接近三角波,即越接近理想的积分。
实验总结
调节时波形一般是稳定的,若波形在屏幕上闪烁不定或是移动,可调整触发电平,触发模式保证触发的同步。或者可以直接使用Autoset按键调整。
误差分析
在正弦信号测量实验中,输入信号频率比较小