文档介绍：1 二阶电路动态的响应 11 微电子黄跃学号: 1117426021 一实验目的 1. 深刻理解和掌握零输入响应和零状态响应以及全响应; 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 Multisim 软件绘制电路原理图; 5. 掌握 Multisim 软件中的 Transient Analysis 等 SPICE 仿真分析方法; 6. 掌握 Multisim 软件中的函数发生器,示波器的方使用法。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。可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述: s2U??? udt du RC dt ud LC ( 6-1 ) 初始值为 C IC i dt t du Uu Lt c c00 0)0( )( )0(??????求解该微分方程, 可以得到电容上的电压 uc(t) 。再根据:dt du ?)( 可求得 ic(t) ,即回路电流 iL(t) 。式( 6-1 )的特征方程为: 01pp 2??? RC LC 2 特征值为: 20 222,11)2 (2 p??????????? LC L RL R (6-2) 定义:衰减系数(阻尼系数) L R2 ??自由振荡角频率(固有频率) LC 1 0??由式 6-2 可知, RLC 串联电路的响应类型与元件参数有关。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。电路如图 所示, 设电容已经充电, 其电压为 U0, 电感的初始电流为 0。(1)C LR2?,响应是非振荡性的,称为过阻尼情况。电路响应为: 响应曲线如图 所示。可以看出: uC(t) 由两个单调下降的指数函数组成,为非振荡的过渡过程。整个放电过程中电流为正值, 且当 21 1 2 lnPP P Pt m??时,电流有极大值。图 6. 2 RLC 二阶电路的过阻尼过程 u Lt m U 0 3 (2)C LR2?,响应临界振荡,称为临界阻尼情况。电路响应为 t tc teL Uti etUtu ???????? 0 0)( )1()( t≥0 响应曲线如图 所示。图 二阶电路的临界阻尼过程(3)C LR2?,响应是振荡性的,称为欠阻尼情况。电路响应为 teL Uti teUtu d td d td C???????? sin )( ), sin( )( 0 0 0?????? t≥0 其中衰减振荡角频率 22 20d2L R LC 1?????????????,??? d arctan ?响应曲线如图 所示。 U 0 t 图 二阶电路的无阻尼过程 4 (4 )当 R =0时,响应是等幅振荡性的,称为无阻尼情况。电路响应为 tL Uti tUtu C00 0 00 sin )( cos )(?????响应曲线如图 所示。理想情况下,电压、电流是一组相位互差 90 度的曲线,由于无能耗,所以为等幅振荡。等幅振荡角频率即为自由振荡角频率 0?, 注: 在无源网络中, 由于有导线、电感的直流电阻和电容器的介质损耗存在, R 不可能为零, 故实验中