❶ 一階rl電路發生換路時電感上的什麼不能發生突變
一階rl電路發生換路時電感上的族逗電流不旁仿能發生突變。電感電流不會突變是相對的,可以這樣理解兆啟賣:沒有自感電勢,開關閉合的瞬間電流應該立即等於最大值Im=U/Lr。
❷ 一階rc電路時間常數是什麼其電路的過度過程有什麼影響
一階電路是指一般指一階RC電路。
時間常數τ=RC
過度過程一般用上升時間tr表示。
tr=0.35*2π*RC。
電路由一種穩態過渡到另一種穩態所經歷的過程稱過渡過程,也叫「暫態」。含有動態元件的電路在發生「換路」時一般存在過渡過程,比如電容器的充電過程。
把電源置零,本題中把電壓源短路後,則R1與R2並聯,C1與C2並聯。時間常數τ=RC,其中R為R1‖R2,C=C1‖C2,所以τ=[R1R2/(R1+R2)]×(C1+C2)。
(2)一階電路發生擴展閱讀:
由於有電容存在不能流過直流電流,電阻和電容都對電流存在阻礙作用,其總阻抗由電阻和容抗確定,總阻抗隨頻率變化而變化。RC 串聯有逗兄一個轉折頻率: f0=1/2πR1C1 當輸入信號頻率大於 f0 時,整個 RC 串聯電路總的阻抗基本不變了,其大小等於 R1。
RC 並聯電路既可通畢指襪過直流又可通過交流信號。
和 RC 串聯電路有著同樣的轉折頻率:f0=1/2πR1C1。
當輸入信號頻率小於f0時,信號相對電路為直流,電路的總阻抗等於 R1;當輸入信號頻率大於f0 時 C1 的容抗相手激對很小,總阻抗為電阻阻值並上電容容抗。當頻率高到一定程度後總阻抗為 0。
❸ 一階動態電路的全響應等於什麼
零輸入響應+零狀態響應。
一階電路的全響應=告旦拆零輸入響應+零狀態響應。也就是說電路的完全響應等遲弊於零輸入響應與零狀態響應之和。這是線性動態電路的一個基本性質,是響應可以疊加的一種體現。
動態電路是指含有儲能元件L、C的電路。當動態電路狀態襪棗發生改變時需要經歷一個變化過程才能達到新的穩定狀態,這個變化過程成為電路的過渡過程。
❹ 什麼是一階電路
一階電路是由一個電感和悉清一個電容組成的電路,其特點是相對簡單,只包含一個能量存儲元件。一階電路常見的形式包括RC電路和RL電路,它們可以用於信號濾波、延時等電子電路應用中。
在RC電路中,電容和電阻串聯,可以實現低通濾波器,通過調節電容和電阻的值可以控枝陸胡制截止頻率,從而過濾掉高於一定頻率的信號。
在RL電路中,電感和電阻串聯,可以實現高通濾波器,通過調節電感和電阻的值可以控制截止頻率,從而過濾掉低於一定頻率的信號。
在實際電子電路中,一階電路不僅是基礎電路之一,更是其他復雜電路的基礎組成部猛攔分。例如,二階電路、三階電路等高階電路都是由一階電路組合而成的。同時,在模擬電路和數字電路中也常常會用到一階電路,用於信號的濾波、放大和延時等應用。
❺ 一階電路過渡過程的研究
二階電路中,過渡過程的性質取決於電路元件的參數:當R>時,電路「過阻尼」;
當R<時,電路「欠阻尼」;當R=時,電路「臨界阻尼」;當R=0時,電路發生「等幅振盪」。
❻ 解釋一階電路三要素法中的三要素
三要素公式為:u1-u2*e^(-t/rc)
u1穩定狀態t趨向無窮
u1-u2初始狀態t=0
rc時間常數
在一個電路簡化後(如電阻的串並聯,電容的串並聯,電感的串並聯化為一個元件),只含有一個電容或電感元件(電阻無所謂)的電路叫一階電路。主要是因為這樣的電路的Laplace等效方程中是一個一階的方程。
(6)一階電路發生擴展閱讀:
1.任意激勵下一階電路的通解一階電路,a.b之間為電容或電感元件,激勵Q(t)為任意時間函數,求一階電路全響應一階電路的微分方程和初始條件為:
df(t)dt+p(t)f(t)=?(t)
(1) f(0+)=u0其中p(t)=1τ,
用「常數變易法」求解。
令f(t)=u(t)e-∫p(t)dt,代入方程得
u(t)=∫(t)e∫p(t)dtdt+c1f(t)=c1e-∫p(t)dt+e-∫p(t)dt
∫(t)e∫p(t)dtdt=fh(t)+fp(t)
(2)常數由初始條件決定.其中fh(t)、fp(t)分別為暫態分量和穩態分量。
2.三要素公式通用形式用p(t)=1τ和初始條件f(0+)代入(2)式有c1=f(0+)-fp(0+)f(t)=fp(t)+[f(0+)-fp(0+)]e-1
上式中每一項都有確定的數學意義和物理意義.fp(t)=e-1τ∫(t)e1τdt在數學上表示方程的特解,即t~∞時的f(t),所以,在物理上fp(t)表示一個物理量的穩態。(隨t作穩定變化)。
fh(t)=c1e-1τ在數學上表示對應齊次方程的通解,是一個隨時間作指數衰減的量,當時t~∞,fh(t)~0,在物理上表示一個暫態,一個過渡過程。
c1=f(0+)-fp(0+),其中fp(0+)表示穩態解在t=0時的值.τ=RC(或L/R),表示f(t)衰減的快慢程度,由元件參數決定.
參考資料:網路-一階電路
❼ 一階電路動態分析信號發生器輸出的信號是周期信號,在選擇信號頻率時要符合怎樣的條件才能得到理想的結果
一、振動測量技術
1.1振動測量技術概論
振動測量在近代工程領域中有著極其重要的意義和地位,受到普遍的重現,很多部門和單位都在進行實踐、探索和研究,新的測量方法和手段也在不斷地涌現,這是因為振動是自然界和工程界廣泛存在的現象,要利用它來造福人類離不開振動的測量。
振動測量的主要用途為:各種利用振動工作的機械(如振動給料、振動打夯、振動壓路、振動輸送等),振動篩、振動時效設備、動平衡機以及各種激振設備因其高效率低能耗在國民經濟中得到廣泛的應用。為研究其工作機理以提高生產效率和質量,須進行大量的振動測量。在試驗室內對正在設計或批量生產的產品進行各種振動試驗以考核產品承受振動的能力已成為很多企業的常規任務。
實際系統往往零部件繁多,結合面形狀復雜,理論計算時要進行大量的簡化假設,只能作粗略的力學模型,某些重要參數至今仍無完善的計算方法。用振動測量可以求得系統的動態特性參數。進而適應或修正力學模型,這就是結構動力學中的系統識別或參數識別課題。
效益巨大但造價昂貴的現代化大型系統,經常在高傳遞、大負載、高溫、高壓或高真空等惡劣條件下工作,它們的破壞會造成十分嚴重的後果,據國外統計,在重要產品的故障中有60%以上來自環境因素(包括溫度、振動、沖擊、砂塵等),而在諸環境因素中振動引起的故障幾乎佔30%。
各種工程機械、建築結構、車輛船舶、飛機導彈等系統或自身在運轉過程中產生振動,成為強烈的振源,或受到周圍環境的激勵產生振動。振動量級過大或持續時間較長,造成設備功能失效,嚴重時會造成事故。
利用振動測量手段對運行設備進行在線的狀態監視或故障診斷是保證機組安全,及時消除隱患的重要措施之一。研究人體各器官的振動傳遞特性,設計能減振、隔振的座椅、駕駛艙、手持工具也必須依賴於振動測量。
綜上所述,振動測量是一門綜合性學科,內容豐富,研究的任務也很艱巨。
振動測量可分為被動式和主動式的振動試驗。所謂主動、被動是指振動是否人為施加並且振源是否可控可測,即是否採用激振設備。另外振動和沖擊,有時沒有明確的界限,如瞬時振動亦稱復雜脈沖,兩者使用的感測器和儀器很多可通用。
振動測量的內容有以下兒點。
1.振動量的測量
振動量也稱振動參數,一般指被測系統在選定點上選定方向的運動量(位移、速度、加速度等),原始數據為時間歷程,經分析後可得時域統計值(如幅值、峰值、均方根值等)、相位、頻率、頻譜等。振動量有時也包括力、壓力和角運動量(角位移、角速度、角加速度)和力矩等,但角運動量感測器的小型化目前還是難題。
2.系統動態特性的測量
動態特性參數很多,包括:物理參數,即對應於空間幾何坐標的質量、剛度和阻尼;模態參數,即固有頻率、振型、模態質量、模態剛度和模態阻尼:時域的單位脈沖響應函數,即實頻域的頻率響應函數,機械導納或機械阻抗、傳遞率;復頻域的傳遞函數等,在理論上它們可以互相換算。
3.環境模擬試驗
環境可分為由自然力產生的自然環境和由機器運轉產生的感生環境。環境模擬試驗也稱動強度試驗,是將試驗樣品放在振動台上用規定的參數模擬環境進行激勵,又可分為:
(1)嚴格模擬實際的或預期的振動環境。有的用多次測量得到的頻譜按最大值或包絡線作為規范譜,也有的用磁帶機記錄現場環境振動信號重放在振動台上。
(2)不需要真實模擬振動環境,只要按一定量級的正弦波或掃描正弦波或隨機波進行激勵。這種模擬較為簡單。
(3)除了設計驗證試驗、研製試驗、疲勞試驗、運輸包裝試驗外,目前一些重要或尖端工業採用應力篩選試驗和綜合環境可靠性試驗(CEPT).在激振同時改變溫度、高度等其他環境參數。
4.振動測量的儀器設備
振動測量所用的儀器設備很小,有單一功能的和多功能的,還有整體式和組合式之分,可根據不同要求進行不同的選擇和組合。
(1)感測器,它將振動量轉變成可以測量的物理量。目前最常用的是加速度感測器(加速度計),
(2)前置放大器,它主要有三種:用於把電荷轉變成電壓的電荷放大器;用於放大電壓的電壓放大器;用於高阻抗轉變為低阻抗的阻抗變換器。目前已有將前置放大器直接裝在感測器內的集成電路式加速度計,又有集阻抗變換、放大、歸一化、濾波、供電多種功能於一體的儀器,稱之為信號適調儀。
(3)信號傳輸、調制解調、多路採集、濾波、微積分。
(4)信號記錄、顯示、讀數、繪圖和列印。
(5)信號分析設備(頻域分析,時域或時差域分析,幅值域分析等)。
(6)激振設備包括信號發生器、功率放大器和激振器(振動台)。
二、感測器的選擇和使用
2.1.感測器的分類
振動感測器的作用原理可分為兩個部分,即機械接收和機電變換,如圖3.5.2所示。機械接收部分的作用是將被測機械量Xt(振動的位移、速度或加速度以及力和應變等)接收為另一個適合於機電變換的中間機械量Xt。機電變換部分再將Xt變換為電量E(電動勢、電流、電荷量或電阻、電容、電感等電參量)。
感測器的機械接收原理分為兩類,即相對式和慣性式。
(1)相對式:以感測器的外殼作為參數坐標,藉助頂桿或間隙的變化(非接觸式)直接接收機械振動。因此被測機械量與中間機械量為與頻率無關的正比關系。即所謂零階系統。具有相對式接收的感測器,它所測得的是以外殼為參考坐標的相對振動。
(2)慣性式:通過感測器的內部質量、彈簧和阻尼器構成的單自由度系統接收被測振動。被測機械量與中間機械量是用二階微分方程聯系,故稱之為二階系統。慣性式感測器所測得的是相對於慣性坐標系統的絕對振動,因此也稱為絕對式振動感測器。
相對式感測器適用於測量結構上兩部件的相對振動,即直接反映結構本身的彈性變形。這種感測器只有作為參考的外殼為靜止時,才能測得絕對振動,故而,當需要測量結構上某點的絕對振動,而周圍又不能建立靜止參數坐標時,則只能選擇慣性式感測器。如行駛車輛的振動、樓房的振動及地震等,都必須選擇慣性式感測器來測量。
振動用感測器有多種多樣,分類方法也不相同,可以從不同角度分類如下:
(1)按被測物理量分,有位移、速度、加速度等感測器。
(2)按工作原理分,有壓電效應、壓磁效應、磁阻效應等感測器。
(3)按能量轉換機理分,有能量轉換、能量控制(又稱發電型和參量型)等感測器。
(4)按工作機理分,有結構型(被測參數變化引起感測器和結構變化而使輸出電量變化,這種變化是利用物理學中場的定律和運動定律而構成)和物性型(利用某些物質的物理、化學性質隨被測參數而變化的原理而構成)感測器。
(5)按轉換過程可逆與否分,有:單向(僅能將被測量轉換為電量,而不能反之)和雙向(能在感測器的輸人、輸出端作雙向傳輸的,都具備可逆性的感測器)感測器。
(6)按輸出信號的形式分,有:模擬式和數字式等感測器。
三、感測器工作特性的測試
(1)頻率響應和安裝諧振頻率的測試。振動感測器頻率響應的校準目的,其一是八個確定感測器所能使用的頻率范圍,對正常的壓電加速度感測器在低於其諧振頻率1/5的頻段內,其靈敏度偏差一般在5%內,而在低於其諧振頻率1/3的頻段內,其靈敏度偏差一般在10%以內:其二是檢查加速度計有無異常響應,因為壓電元件碎裂後,加速度感測器的電容量、靈敏度的變化不十分顯著,而諧振頻率會產生明顯變化,因此諧振頻率的校準是檢驗加速度計是否損壞的最精確的方法。
感測器或測量系統頻率響應偏差的計算一般有兩種方法,一種方法是在響應平坦的頻段上選一頻率,以此頻率的靈敏度為准,計算其餘各點與該點靈敏度的相對偏差,作為頻響偏差。例如可選取f=100 Hz的點;另一種方法是將響應平坦的頻段上諸點靈敏度取平均值,以平均靈敏度為准,計算各點的靈敏度相對偏差作為頻率響應偏差,這種方法多用於標准感測器。
頻率響應校準一般用正弦激勵法,至少在七個頻率點上進行,對於多軸向感測器一般只進行每個軸向2000 Hz以下的校準,對於重量較大的單軸感測器也只進行2000 Hz以下的頻率響應校準。除七個頻率響應校準外,尚需進行頻率掃描,這是為了檢查感測器在工作頻段內,有無局部諧振。在掃描頻段內,要求所用的振動台軸向正弦加速度失真小於5%,橫向運動小於25%。若頻率響應在工作頻段內偏差超過10%,可能是感測器選擇不當,或者是感測器性能有所變化,此時應當重新進行校準。
對非正弦測量,要使信號波形不失真,就要求相移正比於頻率或為零度,而壓電加速度感測器,因其阻尼通常小於臨界阻尼的0.1,一般無需進行相頻校準。如果感測器是連同濾波器和射極輸出一起使用,則相位隨頻率而改變,往往要進行相頻校準。
目前最常用的頻率校準方法是正弦單點測量、頻率掃描和隨機激勵校準,前兩種一般不涉及相頻,後一種可以和標准感測器進行相位比較校準。此外,還有一種簡易的沖擊法用於確定安裝諧振頻率。
(2)逐點正弦振動頻率響應校準。它比比較法振動裝置簡單,就是將被校和標准感測器及它們的測量系統,背靠背地安裝在校準台上,逐個頻率以標准感測器為准進行相對校準。面對於高頻標准感測器則情況復雜些,因為感測器要進行絕對法高頻校準,它的外殼已經不能被當做剛體,而已經呈現了模態特徵。
最簡單的情況是標准感測器空載時的頻率響應和安裝諧振頻率的測定。空載頻率響應是指感測器傳遞面的振動加速度不變的情況下其電輸出和頻率之間的關系,例如可採用激光干涉法來保持傳遞加速度恆定的情況。
逐點法求取頻響曲線的偏差如前所述或者以某一頻率點為准,或者以平坦段的平均值為准來考慮問題。在實踐中也有採用折線法、最小二乘法或直線擬合法,但這些方法都不合二階單自由度的數學模型,或者計算太繁雜,所以比較實用的是自動掃描法。
(3)自動掃描校準法。它實際上也是一種比較校準。它的校準激勵源是一個微型振動台,在檯面內裝有參考加速度計(或參考標准加速度感測器),這個加速度感測器的固有頻率遠遠高於被校加速度計的固有頻率。利用此加速度計線性頻率段的輸出作為檯面激振力的控制信號,就可維持檯面在任意頻率下的加速度值為常數,則被校感測器的輸出反映了隨頻率變化的情況。被校加速度計的輸出經放大器傳至電平記錄儀即可繪出曲線,這條曲線就是幅頻響應曲線。振動台由功放推動,而功放由壓控振盪器激勵,振盪器的頻率掃描由電平記錄儀通過軟軸驅動,以實現頻率同步;振盪器的輸出電平受來自參考加速度計輸出的控制。利用參考加速度計的輸出電平使檯面加速度值恆定,即實現所謂定加速度振動。一般來說,在台上被校的感測器質量不能太大,它應比振動台活動質量部分小近10倍左右。
這種頻率響應校準幅值精度在5%~6%間(約0.5dB)。為改進其幅值精度,可採用步進式掃描數字記錄的方法,精度可提高到3%(約0.3dB)。其工作原理為跳點式掃描信號發生器在控制器的控制下進行步進頻率掃描,相當於每個步進點都進行一次比較法測量,因而精度有所提高。但和連續式相比,它是不連續點,是頻率值和兩台感測器(被校與內裝標准)電壓比較的步進值。
(4)隨機振動傳遞函數法頻率響應校準。正弦校準受正弦振動不純、諧波失真、雜訊等因素影響:並且它不能給出相位方面的任何信息;再者,受所用電測儀器和分析方法的限制,費時較長。對加速度計及配套的信號適調儀進行動態校準時,用數字測量系統和分析方法處理數據較為優越。該方法的關鍵設備是傅里葉分析儀,它可進行二通道的傅里葉分析和二通道間的傳遞函數分析,同時它還能產生具有相當帶寬的白雜訊,由它激勵振動台,就使頻響的測量和校準成為可能。標准感測器是經過激光干涉儀的絕對法仔細校準的,因而其頻率響應的幅頻特性和相頻特性認為是已知的。如前所述,對於比較法的幾種情況,若使用靈敏度比較儀,在f=160 Hz時,其總不確定度<1.0%;對於普通的背靠背比較法,在f=160 Hz內,總不確定度約<2%;全頻段(20Hz~2kHz)內,總不確定度約在3%~5%;用傅里葉在白雜訊情況下運作,則不確定度約為5%。為此,又提出了「切換法」和「替換法」兩種自校正方法,使這種隨機激勵、快速傅里葉的分析法精度有較大的提高。
(5)感測器固有頻率和安裝共振頻率的測試。感測器安裝到被測試件上後,其諧振頻率將有所變化,為此需要了解感測器安裝共振頻率。用做頻率響應的方法,可以掌握感測器的諧振頻率,但並不直接。不論是逐點、掃描,還是用隨機激勵方法,都要在振動台等專用設備上進行,顯然比較慢。為此,可以用簡單的方法或電測的方法對安裝諧振頻率進行粗測,以便可立即獲得感測器的諧振頻率。
1)安裝在鋼塊上的感測器諧振頻率的測試方法,又稱敲擊法,非常簡單,僅適用於小阻尼的二階系統的壓電加速度感測器。方法是將加速度計安裝在質量為其10倍的高彈性模量材料做成的立方體或細長比接近於1的圓柱體的砧子上,然後給砧子施加一瞬時沖擊,持續時間應短於加速度計自然周期的1/3,用波形記錄儀記錄加速度輸出的激振波形,然後根據時標確定加速度計的共振頻率。
2)電測法。加速計通過它的電纜被懸掛著,並通過一個1000 pF電容耦合電壓源激勵。監測通過電容和通過加速度計的兩個電壓,並找出兩者相位差90°時的頻率,即為無阻尼固有頻率的近似值,具體實施時,調節正弦信號發生器的頻率,仔細觀察接在示波器X端Y端的信號,得到李沙爾圖時,就得到了近似的感測器固有頻率。同樣、可以製作一個質量塊,也可近似獲得感測器在各種質量下的安裝固有頻率。
值得指出的是,逐點做頻率響應、掃描頻率響應和隨機頻率響應校準時,使用設備昂貴,更主要的是由於振動台的頻率限制,不可能做得很高。電測法使用簡單,儀器通用,而且頻率可以做得較高。電測法諧振頻率測試精度取決於使用的各種儀器的精度,有時在諧振峰處,頻率偏差可達數十或上百周。
(6)橫向靈敏度的測試。理想的振動感測器只對軸向(z軸)振動有響應,而對於與z軸垂直的x·y平面內的振動無響應。實際感測器則做不到這點,其原因是多方面的,如機械加工、裝配精度、裝配時剪應力的存在、加速度計的慣性質量不平衡、晶體片的不均勻、結構的不平衡、橫向電纜效應、電荷靈敏軸和電壓靈敏軸不相重合等都會造成感測器具有橫向效應,因而存在橫向靈敏度。
加速度計感測器的橫向靈敏度是頻率的函數,低頻時一般在3%以下,高頻時在10%或更大。大多數感測器的橫向靈敏度共振頻率常在軸向共振頻率的1/3處或略高。因而橫向靈敏度的存在對加速度計的測試是有誤差影響的。一般測試要求TSR<(3%~5%)。精確些的某些測試和校準則要求TSR不大於1%~2%。橫向靈敏度測試的難點在於振動源本身的橫向要很小,而且又要轉動角度尋找最大橫向靈敏度方向,又要變動頻率,尋找橫向共振的頻率。
橫向靈敏度測試方法有橫向夾具法、共振梁法、共振架法、簧片梁法、低頻大振幅法、向量測量法、橫向補償加速度法等,這些測試法的具體方法這里不再詳述。
來源:《力學環境試驗技術》部分
❽ 一階電路中,示波器觀察到信號發生器所輸出的方波波形改變,產生毛刺的原因
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便於人們研究各種電現象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在塗有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點(這是傳統的模擬示波器的工作原理)。在被測信號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。
中文名
示波器
外文名
oscilloscope
屬性
電子測量儀器
應用學科
機械工程;電測量儀器宏巧儀表
領域
工程技術
快速
導航
分類
基本構成
基本原理
儀器分類
參數特徵
常見故障現象及原因
測試應用
其他相關
簡介
示波器是一種用來測量交流電或脈沖電流波的形狀的儀器,由電子管放大器、掃描振盪器、陰極射線管等組成。除觀測電流的波形外,還可以測定頻率、電壓強度等。凡可以變為電效應的周期性物理過程都可以用示波器進行觀測。
分類
按照信號的不同分類
模擬示波器採用的是模擬電路(示波管,其基礎是電子槍)電子槍向屏幕發射電子,發射的電子經聚焦形成電子束,並打到屏幕上。屏幕的內表面塗有熒光物質,這樣電子束打中的點就會發出光來。
數字示波器則是數據採集,A/D轉換,軟體編程等一系列的技術製造出來的高性能示波器。數字示波器的工作方式是通過模擬轉換器(ADC)把被測電壓轉換為數字信息。數字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,並對樣值進行存儲,存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止,隨後,數字示波器重構波形。數字示波器可以分為數字存儲示波器(DSO),數字熒光示波器(DPO)和采樣示波器迅絕檔。
模擬示波器要提高帶寬,需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進。數字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉換器的性能,對示波管和掃描電路沒有特殊要求。加上數字示波管能充分利用記憶、存儲和處理,以及多種觸發和超前觸發能力。廿世紀八十年代數字示波器異軍突起,成果累累,大有全面取代模擬示波器之勢,模擬示波器的確從前台退到後台。
按照結構和性能不同分類
①普通示波器。電路結構簡單,頻帶較窄,掃描線性差,僅用於觀察波形。
②多用示波器。頻帶較寬,掃描線性好,能對直流、低頻、高頻、超高頻信號和脈沖信號進行定量測試。藉助幅度校準器和時間校準器,測量的准確度可達±5%。
③多線示波器。採用多束示波管,能在熒光屏上同時顯示兩個以上同頻信號的波形,沒有時差,時序關系准確。
④多蹤示波器。具有電子開關和門控畝亂電路的結構,可在單束示波管的熒光屏上同時顯示兩個以上同頻信號的波形。但存在時差,時序關系不準確。
⑤取樣示波器。採用取樣技術將高頻信號轉換成模擬低頻信號進行顯示,有效頻帶可達GHz級。
⑥記憶示波器。採用存儲示波管或數字存儲技術,將單次電信號瞬變過程、非周期現象和超低頻信號長時間保留在示波管的熒光屏上或存儲在電路中,以供重復測試。
⑦數字示波器。內部帶有微處理器,外部裝有數字顯示器,有的產品在示波管熒光屏上既可顯示波形,又可顯示字元。被測信號經模一數變換器(A/D變換器)送入數據存儲器,通過鍵盤操作,可對捕獲的波形參數的數據,進行加、減、乘、除、求平均值、求平方根值、求均方根值等的運算,並顯示出答案數字。
❾ 一階電路三要素法的通式是怎樣的每個要素的含義是什麼
一階電路三要素的通式為:
f(t)=f(∞)+[f(0+)-f(∞)]e^(-t/τ)。
其中:
f(0+)——為物理量初始狀態的值;
f(∞)——為物理量最終狀態的值;
τ——為電路的時間常數。RC電路的時間常數為:τ=RC;RL電路的時間常數為:τ=L/R。其中,R為將電源失效後,從動態元件看進去電路的等效電阻。
❿ 一階電路的零狀態響應
當動態電路中所有儲能元件都沒有原始儲能 ( 電容元件的電壓為 0 ,電感元件的電流為 0) 時,換路後僅由輸入激勵(獨立源)產生的響應稱為零狀態響
應。
RC電路的零狀態響應
所謂RC 電路的零狀態,是指換路前電容元件未儲有能量,在此條件下,由獨立源激勵所產生的電路響應,稱為零狀態響應。分析 RC 電路的零狀態響應,實際上是分析電容元件的充電過程。 如圖1 所示RC 電路,時刻,開關斷開,電路處於零初始狀態; 時開關閉合。其物理過程為:開關閉合瞬間,電容電壓不能躍變,電容相當於短路,此時 ,充電電流 ,為最大;隨著電源對電容充電, 增大,電流逐漸減小;當 時, , ,充電過程結束,電路進入另一種穩態。
圖1 RC電路的零狀態響應
當 時,由 KVL定律可得 :
把 , 代入得
( 1 )
此方程為一階線性非齊次微分方程,初始條件為 。方程的解由非齊次微分方程的特解 和對應齊次微分方程的通解 組成,即
( 2 )
不難求得其特解為: (3 )
而對應的齊次方程 的通解為:
( 4 )
其中, A 為待定常數 , 為 RC 電路時間常數。故,
(5 )
代入初始條件 ,可得 。
所以 ( 6 )
電路中的電流為: ( 7 )
和 的零狀態響應波形如圖 2 所示。可見:在直流電壓源激勵下,電容電壓不能突變,須經歷一個動態的充電過程,充電速度取決於時間常數 ,當電容電壓達到電源電壓 時充電結束,電路進入穩態;電容電流 換路瞬間發生突變,隨充電過程的進行逐漸下降,下降速度取決於時間常數 ,充電結束後,電流為零,電路進入穩態。充電過程中電容元件獲得的能量以電場能量形式儲存。
圖 2 和 的零狀態響應波形
圖 3 RL電路的零狀態響應
RL電路的零狀態響應
如圖 3 所示,在換路前 ( t<0) 開關處於斷開狀態,電感元件 L 處於零初始狀態,即 。 t=0時刻開關閉合瞬間,電路即與一恆定電壓為 的電壓源接通,此時相當於接入一個階躍電壓。
時 , 根據 KVL 基爾霍夫電壓定律 :
把 , 代入並整理得
( 8 )
這也是一個一階非齊次微分方程,其初始條件為: .
與 RC 電路相似,電流 的解可分為微分方程的特解 和通解 兩部分。容易求得特解 ,同解可表示為 。故
代入初始條件 ,得 。所以
(8 )
電感兩端的電壓為
( 9 )
和 的零狀態響應隨時間的變化規律如圖 4 所示。
對比圖 2 與圖 4 可見,一階 RC 電路與一階 RL 電路有強烈的對偶性: 在直流電壓源激勵下,電感電流 不能突變,須經歷一個動態充電過程,變化速度取決於時間常數 ,當電感電流達到 時電路進入穩態;電感電壓 在換路瞬間發生突變,隨充電過程的進行逐漸下降,下降速度取決於時間常數 ,充電結束後,電壓為零,電路進入穩態。充電過程中電感元件獲得的能量 以磁場能量形式儲存。
(a) ( b )
圖 4 和 的零狀態響應
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一階電路的零輸人響應
一階電路分析的三要素法