四、一阶电路的响应仿真实验目的11.1.测定RC一阶电路的零输入响应零状态响应及全响应1.2、学习建立EWB（或Proteus）的仿真测试电路，学习虚拟仪器的使用，了解动态图表分析方法；1.3、学习测量一阶电路时间常数与全响应电压的方法，掌握典型微分电路和积分电路*1.4.熟悉信号发生器调整与数字示波器常用测量法的使用，电路原理与测量方法2一阶电路：仅含一个储能元件，且由一阶微分方程描述的线性电路，称为线性一阶电路求解一阶电路的三要素：10初始值：2）稳态值时间常数T：3长江大学龙从玉
长江大学 龙从玉 1 四、一阶电路的响应仿真 1、实验目的 2、电路原理与测量方法 一阶电路：仅含一个储能元件，且由一阶微分方程描述的 线性电路，称为线性一阶电路。 求解一阶电路的三要素： 1）初始值；2）稳态值 ；3）时间常数τ 。 1.1、测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应; 1.2、学习建立EWB（或Proteus）的仿真测试电路，学习虚拟 仪器的使用，了解动态图表分析方法； 1.3、学习测量一阶电路时间常数与全响应电压的方法，掌握典 型微分电路和积分电路； *1.4、熟悉信号发生器调整与数字示波器常用测量法的使用
2.2、一阶电路的零输入零状态响应及时间常数的测量零状（如图-1a）的零输入响应、方波激励的RC一阶电路成（增长），其变化的快慢决态响应。分别按指数规律衰减于电路的时间常数。在（T<<T/2）时，Uc = ue Rc设激励电压us=u则电容上的响应电压一阶电路的响应波形如图-1b。时间常数T=RC，测量方法如图-1b：1Us零状态响应零输入响应uus①uc=0.632us确定t的交点方波uc=0.368usUs:10V31khz不T→T②由交点时间座标确定T值！图-1一阶电路的响应图-1一阶电路a2长江大学龙从玉
长江大学 龙从玉 2 RC t uC ue − = ①uc=0.632us 确定τ的交点。 uc=0.368us uc 设激励电压us = u 则电容上的响应电压: 2.2、一阶电路的零输入、零状态响应及时间常数的测量 方波激励的RC一阶电路（如图-1a）的零输入响应、零状 态响应。分别按指数规律衰减（增长）， 其变化的快慢决 于电路的时间常数。在（τ <<T/2）时， uS R C 图- 1 一阶电路a 方波 Us:10V 1khz 一阶电路的响应波形如图-1b。时间常数τ =RC，测量方法如图-1b： us 图- 1一阶电路的响应 b t u 0 零状态响应 零输入响应 ②由交点时间 座标确定τ 值! τ τ
当t>T/2uc响应输出为全响应初始电压uco2.3.积分电路测量响应初始电压uoc与三角波电压ucpp。RususO方波ucUs:4Vucpp1khz文Uco?图-2积分电路图0因UR与ui同相2.4、微分电路(当T<<TI2,且UR作为响应输出位，所以用取样Cusu电阻的电压代表?电流波形相位us方波UR(i)4Us:4VUR1khz1图-3微分电路图3长江大学龙从玉
长江大学 龙从玉 3 当τ >T/2， uc响应输出为 全响应，初始电压uco 。 测量响应初始电压uoc与三角波电压ucpp。 2.4、微分电路 2.3、积分电路 uc (当τ <<T/2，且uR作为响应输出) uco ucpp uS 图-2 积分电路图 C R t u 0 uC uS 方波 Us:4V 1khz t u uS 0 C R 图- 3 微分电路图 uS 方波 Us:4V 1khz uR uR (i) 因UR与ui同相 位，所以用取样 电阻的电压代表 电流波形相位
3、一阶电路的响应仿真电路仿真软件版本：EWB5.123.1、创建一阶电路响应的EWB仿真电路步骤1）根据要求建立RC一阶电路响应的EWB测试电路，调用相应虚拟信号源与示波器，接入测试电路2）在EWB中调整虚拟信号源输出方波信号：用虚拟示波器光标法测量一阶电路的输入与输出信号电压。测量零输入与零状态响应的时间常数T3）用EWB的图表分析法测量一阶电路响应的上述各参数①打开EWB的分析菜单：调用电路Transient动态分析可直接测量计算一阶电路的时间常数与输出电压值使用Proteus的图表分析菜单：建立电路模拟分析图表，同21样可计算一阶电路的时间常数t与输出电压值长江大学龙从玉
长江大学 龙从玉 4 3、一阶电路的响应仿真 电路仿真软件版本：EWB5.12. 3.1、创建一阶电路响应的EWB仿真电路步骤 1）根据要求建立RC一阶电路响应的EWB测试电路，调用相应 虚拟信号源与示波器，接入测试电路。 2）在EWB中调整虚拟信号源输出方波信号；用虚拟示波器光 标法测量一阶电路的输入与输出信号电压。测量零输入与零状 态响应的时间常数τ 。 3）用EWB的图表分析法测量一阶电路响应的上述各参数： ①打开EWB的分析菜单：调用电路Transient动态分析可直接 测量计算一阶电路的时间常数与输出电压值。 ②使用Proteus的图表分析菜单：建立电路模拟分析图表，同 样可计算一阶电路的时间常数τ与输出电压值
区★EWB使用简介EWB主菜单工具菜单100%+on停让国元件与仪器菜单M58Pause一阶电路龙.ewb开关osiaseone暂停恢复按键国团园0o1kohm0.1uFFunetion CeneratorT1T2252.1037251.9901msT2-T1113.6096ERSMSVAIUVA2UV-5.00005.0000VA2-VA110.0000FrequenoyKHVB1UVB2V-5.00011.3412VB2-VB16.3412UDCDuty eyole50ChannelAChannelBTimebaseTnggerAAmpitudeI5EReduceo2cmsxn2VDUEdgeR2VDE食Offset0ReverseYpositionXposition0.00.0.00Yposition0.00000LevelCommonBExSaveB/AAVBACDACOA吉2Temp27187.01ms2025/11/15长江大学龙从玉5
2025/11/15 长江大学 龙从玉 5 EWB主菜单 工具菜单 电 源 基 本 指 示 仪 器 元件与仪器菜单 启动 停止 开关 暂停 恢复 按键 ★ EWB使用简介