9 基于计算机仿真平台的电路过渡过程观测

一、任务

利用计算机仿真平台（Multism软件）观测一阶RC电路及二阶电路对方波信号的响应。 （1） 调节出一阶RC电路的三种典型的响应波形uc，并测试波形的关键参数。 （2） 测试一阶RC电路的时间常数。

（3） 调节出二阶电路的三种典型的响应波形uc，并测试波形的关键参数。 二、目的

学习使用Multism软件平台组织实验的基本方法，了解电路的过渡过程现象，同时搞清楚如下问题的答案。 三、问题

1.对于一个由电阻和电容串联组成的一阶RC电路来讲，当外加周期为T的方波激励时： （1）满足怎样的参数条件（即RC与T的关系），电容电压为近似方波。 答：当RC<=100RC时，电容电压波形为近似方波。

（2）满足怎样的参数条件（即RC与T的关系），电容电压为近似三角波（三角波的幅度<=1/5输入信号幅度值）。

答：当RC>>T时电容电压波形为近似三角波。

（3）在怎样的电容电压波形下，能够比较准确地测知一阶电路的时间常数。 答：当电容波形曲线能够反应响应量从初值到终值的完整过程时，能够比较准确的测知一阶电路的时间常数。

2.对于一个由电阻、电感和电容串联组成的二阶电路来讲，当外加周期为T得方波激励时：

（1）满足怎样的参数条件，电容电压出现衰减振荡。

答：1/√RC

（2）满足怎样的参数条件，电容电压出现等幅振荡。 答：R=0时，无阻尼，此时电路将出现等幅振荡。

（3）满足怎样的参数条件，电容电压不出现振荡。

答： 1/√RC>=R/2L时，过阻尼，此时电路的过渡过程为不出现振荡。 （4）电容电压的振荡幅度与过渡过程进程具有怎样的定性关系。

答：在欠阻尼的情况下，电容电压的振荡幅度以较慢的速度减小；在过阻尼的情况下，电容电压振荡幅度很快的减小；无阻尼振荡的情况下，电容电压振荡幅度不变。 四、线路 1.一阶RC电路

2.欠阻尼

3.过阻尼

4.无阻尼

五、步骤

1.实验电路的形成方法

(1)Multisim12软件将常见电路元件按类放入不同的元件库中，系统主界面提供了选用它们的快捷键。本实验的一阶电路仅需要一个电阻元件R和一个电容元件C，二阶电路则需要R、L和C元件各一个。找到所需元件库，将所需元件拉入电路绘制区，双击元件来调整元件参数。各元件的参数取值建议如下：①一阶电路C=0.1μF，R为100Ω~20kΩ；②二阶电路C=0.1μF，L=1mH，R为20Ω~1kΩ。 (2)电路激励和示波器

本实验需要的方波信号激励可以由信号源提供，也可以由函数发生器提供；测试仪器为示波器，找到其所在元件库，将其拉入电路绘制区，双击元件调节参数。信号类型及参数：方波，频率f=1kHz，幅值U=6V。 (3)连线

将鼠标滑向元件的一端待出现“·”后按住鼠标左键滑向需连接的另一点，待出现“·”后抬手。