文档介绍：1二阶电路的动态响应一、实验目的1、深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应和完全响应;2、深刻理解欠阻尼、临界、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5、掌握Multisim软件中的TransientAnalysis等SPICE仿真分析方法6、掌握用multisim软件中的函数发生器、示波器和波特图仪Bodepolotter的使用方法二、实验原理用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。图所示的线性RLC串联电路是一个典型的二阶电路。定义:衰减系数(阻尼系数)LR2??自由振荡角频率(固有频率)LC10??(1)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。①CLR2?,响应是非振荡性的,称为过阻尼情况。响应曲线如图所示②CLR2?,响应临界振荡,称为临界阻尼情况。响应曲线如③CLR2?,响应是振荡性的,称为欠阻尼情况。响应曲线如图uLtmU02U0二阶电路的欠阻尼过程④当R=0时,响应是等幅振荡性的,称为无阻尼情况。响应曲线如图t二阶电路的无阻尼过程其中衰减振荡角频率2220d2LRLC1?????????????,???darctan?(2)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,称为零输入响应。三、实验内容1、Multisim仿真(1)从元器件库中选择可变电阻、电感、电容,创建如下电路图:L110mHC122nFIC=5VV110 V R12kΩKey=A50%S1Key = Space130243(2)设置L=10mHC=11nF,电容初始电压为5V,电源电压为10V。利用TransientAnalysis观测电容两端的电压。(3)、用multisim瞬态分析仿真零输入响应(改变电阻参数欠阻尼、临界、过阻尼三种情况);在同一张图中画出三条曲线,标出相应阻值;由公式:CLR2?,经计算得临界阻尼R=1348欧(红色欠阻尼R=200Ω绿色临界阻尼R=1348Ω蓝色过阻尼R=2kΩ)(4)、用multisim瞬态分析仿真完全响应(改变电阻参数欠阻尼、临界、过阻尼三种情况);在同一张图中画出三条曲线,标出相应阻值;(红色欠阻尼R=200Ω绿色临界阻尼R=1348Ω蓝色过阻尼R=2kΩ)(5)用multisim中函数发生器、示波器和波特图仪Bodepolotter创建如下图所示电路,观测各种响应。函数信号发生器设置:方波,频率1kHz,幅度5V,偏置0V。创建电路图如下:4L110mHC122nFIC=0VR12k|?Key=A50%4XFG1XSC1301信号在欠阻尼、临界阻尼、过阻尼三种状态下的响应如下:(红色欠阻尼R=200Ω绿色临界阻尼R=1348Ω蓝色过阻尼R=2kΩ)2、在电路板上焊接如下图所示电路R1100ΩR21kΩKey=A50%C147nFL110mHXFG1123043、调节可变电阻器R2之值,观察二阶电路的零状态响应由过阻尼过渡到临界阻尼,最后过渡到欠阻尼的变化过渡过程,分别定性的描绘5记录响应的典型变化波形分别记录如下:欠阻尼波形R=150Ω:临界阻尼R=:过阻尼波形R=1062Ω:64、调节R2使示波器荧光屏上呈现稳定的欠阻尼响应波形,定量测定此时电路的衰减常数α和振荡频率d?,按表记录所测数据。