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RC一阶电路响应测试_实验报告

实验目的：

掌握RC一阶电路的响应特性，验证一阶电路的高通和低通滤波特性，并测量其截止频率。

实验仪器：

示波器、信号发生器、直流稳压电源、RC电路板。

实验原理：

一阶RC电路由一个电阻R和一个电容C组成。在该电路中，当输入信号变化时，电容器上的电压也随着变化。因此，该电路的输出是一个对输入信号进行滤波的结果。

一阶RC高通滤波器：该电路通过传递频率高于截止频率的信号，将高频信号传递到输出端，因此该电路用于滤除低频噪声。

一阶RC低通滤波器：该电路通过传递频率低于截止频率的信号，将低频信号传递到输出端，因此该电路用于滤除高频噪声。

截止频率公式：Fc=1/（2πRC）

实验步骤：

1.将信号发生器的输出连接到RC电路板的输入端，并将示波器连接到RC电路板的输出端。

2.将信号发生器的正极连接到RC电路板的输入端，将示波器的探头连接到RC电路板的输出端。

3.调节信号发生器的频率，使得示波器显示出正弦波形，并记录下该频率。

4.在此基础上，逐渐降低频率，记录下示波器显示的波形变化和频率。

5.逐渐增加频率，重复步骤4。

6.根据所得的数据计算出截止频率，并与理论值进行对比。

实验结果：

从实验中得到的数据可以得到RC低通、高通截止频率的计算结果。得出的数据和计算过程如下：

1.高通滤波：

当输入频率很低时，输出电压几乎为0，随着输入频率的增加，输出电压逐渐增加。当输入频率接近电路截止频率时，输出电压开始变化非常缓慢。当输入频率超过电路截止频率时，输出电压趋于稳定。

例如，将电容C和电阻R的值设置为1μF和1kΩ，输入信号频率从100Hz逐渐增加到1kHz。当输入频率低于100Hz时，输出电压几乎为0。当输入频率接近100Hz时，输出电压逐渐增加。当输入频率超过100Hz时，输出电压开始变化非常缓慢，直到输入信号的频率超过截止频率1.59kHz时，输出电压趋于稳定。

根据公式Fc=1/（2πRC），可得截止频率为1.591549Hz。

2.低通滤波：

当输入频率很低时，输出电压几乎等于输入电压。当输入频率接近电路截止频率时，输出电压开始变化非常缓慢。当输入频率超过电路截止频率时，输出电压下降。

例如，将电容C和电阻R的值设置为1μF和1kΩ，输入信号频率从1kHz逐渐降低到100Hz。当输入频率为1kHz时，输出电压几乎等于输入电压。当输入频率接近1kHz时，输出电压开始变化非常缓慢。当输入信号的频率低于截止频率1.59kHz时，输出电压趋于稳定。

根据公式Fc=1/（2πRC），可得截止频率为1.591549Hz。

实验结论：

通过实验观测和计算，可得出RC一阶电路具有高通和低通滤波特性，且其截止频率由电路中的电阻和电容决定。此外，实验结果也表明，RC电路具有滤波功能，能够滤除低频和高频噪声。