一阶电路和二阶电路的动态响应

一阶电路和二阶电路的动态响应

一、实验目的

1、掌握一阶电路的动态响应特性测试方法

2、掌握Multisim软件中函数发生器、示波器和波特图仪的使用方法 3、深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应及完全响应 4、深刻理解欠阻尼、临界、过阻尼的意义

5、研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响

6、掌握Multisim软件中的Transient Analysis等仿真分析方法 二、实验原理

1、一阶电路的动态响应

电路的全响应：uc(t)=U0e-t/RC+Us(1-e-t/RC) (t>=0) （1）零输入响应 uc(t)=U0e-t/RC (t>=0)

输出波形单调下降。当t=τ=RC时， uc(τ)=U0/e=0.368U0，τ成为该电路的时间常数。 （2）零状态响应 uc(t)=Us(1-e-t/RC)u(t)

电容电压由零逐渐上升到Us，电路时间常数τ=RC决定上升的快慢。 2、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）??R 2LLC自由振荡角频率（固有频率）?0?1 （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。

tm uL U0 L① R?2，响应是非振荡性的，称为过阻尼情况。

C响应曲线如图所示 ②R?2LC ，响应临界振荡，称为临界阻尼情况。响应曲线如

③R?2L，响应是振荡性的，称为欠阻尼情况。响应曲线如图

CU0

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 ?d??0??2?（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、用multisim研究一阶电路的动态响应

2R11k|?V15 V 1C1100nFIC=0V2?d1?R??? ? ， ??arctanLC?2L??20R11k|?1C1100nFIC=5V2R11k|?1C1100nFIC=2VV15 V 00

(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。

属于 零状态响应 到3V所用时间为91.8071u

属于 零输入 响应 到3V所用时间为51.3782u

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/m2qt.html