电阻测试仪范文第1篇

电缆线路正、零序阻抗参数的选取对于长距离或者高电压电力电缆而言非常重要，尤其是在进行线路继电保护计算时，如果参数选择不恰当，一旦系统出现短路故障，将直接影响着系统的安全可靠运行。电力系统的典型结构是由三个对称系统组成一个不对称的三相系统，之所以采用这种设计是为了保证线路中任何一处在发生不对称线路故障时，故障点处的电压U、电流I即可分解为正、负、零序三组对称分量系统，从而最大限度的减少故障对整个电力系统的损害，提高电网运行的可靠稳定性。电力电缆线路实际上是一个静止磁耦合回路，所以对电力线路的正序阻抗、负序阻抗进行测量，可以得到相同数值，即二者在数值上相等。电路中电流流经正、负阻抗时，将在电路中形成一定大小的磁场，而且电流流经正、负阻抗所产生的磁场将直接相互抵消。这里给出正负序阻抗的计算公式：-412-4312210ln(/)210ln(2/)CcCcZZRjsrZZRjsrωω==+×==+×上式中，Z1即是正序阻抗，其单位是Ω/km；Z2即是负序阻抗，其单位是Ω/km；rC表示电缆导体的电阻，其单位是Ω/；kms表示线路电缆相间中心距离，其单位是m；rc表示电缆导体的几何平均半径，其单位是m。零序电流在流经线路时，三相系统零序电流之和不能等于零，必须要有一定的数值，而且三相系统零序电流方向要保持一致。因此，由零序电流在线路周围所产生的磁场，磁力线将相互叠加，从而增强线路周围磁场。实际上，三相电力电缆线路的零序阻抗就是三相线路的并联阻抗值，这里给出电力电缆线路零序阻抗的计算公式：-4003(/3210ln(/))Cgd=ZR+R+×jωDr其中，3290(())tcABACBCr=rsss上式中，Rg表示大地电阻，其数值为0.0493Ω/km；Dd表示等效回路深度，其数值为1000m；r0是三相线路的等效几何平均半径，其单位是m。基于上述分析，我们根据DSP技术理论设计了一种现场快速测定线路Z1与Z0的新技术，并根据该技术介绍一下智能型电缆参数测试系统的工作原理。该系统的硬件结构主要由两部分组成：一部分是测试电源电路，它由3个独立220V降压变压器组成，为了满足现场实际使用过程中的需要，提高仪器的适用性，该电路还给系统提供了不同的电压输出抽头；另外一部分就是本体系统。系统的工作过程可以简单描述为：利用电压、电流互感器对待测电力电缆中的电压以及流经的电流进行取样，并将所获得的电流取样值经高精度电阻转化为电压信号，然后再经差动放大电路后输送至AD转换器，并进行量化处理。系统采用的是6通道模拟输入前端处理器，这样就可以保证在对三相电压、电流信号同时采样时，信号的采样速率及采样精确度能够大幅度提高。

2基于计算机的电力线路参数测量系统

电力线路工频参数的测定是一个非常复杂的过程，不论是理论计算还是实际测量，均难以准确的计及各种影响因素，导致结果上存在一定的误差。采用传统仪表式测量方法，结构上、技术上均存在着很多的不足之处，譬如表计多，现场测量接线复杂，适用性较差；人工读取及记录测量结果，难免存在一定的误差；各种电信号存在的谐波分量以及工频干扰极大的影响着测量精确度等等。所以，基于计算机的测量系统将是未来电力线路参数测试的发展方向，该系统的关键技术主要有：

2.1数字滤波技术

数字滤波技术就是用软件来对采集到的信息数据进行电磁兼容消除干扰处理，通过该技术可以将“夹杂”在数据中的干扰信号“剔除”，从而反映出真实的现场数据。基于这种技术的滤波器，精度更高、稳定性更好，而且更为灵活。FIR（有限长单位脉冲响应）滤波器采用的就是数字滤波技术，它能够在幅度特性任意设定的情况下，对线路的相位信息进行精确测量，完全不用去考虑系统运行的稳定性。

2.2抗工频干扰的增量测量法

现场测定线路参数时，不可能将其他线路停止运行，而且只要是运行中的线路势必会通过磁场的作用，在待测线路上形成数值正比于运行线路电流以及线路间互感值的感应电动势，这种情况就相当于在待测线路上纵向串联一个电动势Eg。在理想情况下（待测线路参数完全对称且完全换位），可以将该电动势看作是一个零序电压。实际线路参数测定过程中，需要对零序参数进行测量时，一定要在工频干扰电压消除的前提下进行。这里给出一种削弱工频干扰的方法--增量法：根据上图可以得出，nngU=zI+E000上式中，Eg表示整个系统中其他运行中的线路对待测线路所形成的等效零序感应电压，该电压值对于待测线路而言属于干扰信号。对上式进行增量运算，可得：n00n0g∆U=z∆I+∆E其中，干扰电压Eg只与系统中其他运行线路的潮流大小以及方向有关，如果测量时间非常短，那么就可以简单的认为该电压的大小及相位均保持不变，也就是说g∆E的值等于0。所以，000=nnUzI上式即抗工频干扰增量测量法的基本理论。

3电力系统接地电阻测量方法

电力线路接地装置是整个电力系统安全运行的保障，对接地电阻数值进行测量是校核接地装置是否达标，是否符合规程要求的一个必要措施。三极法是一种传统的接地电阻测量方法，这种方法最大的优势就在于测量精确度高。虽然国家电力行业制定了一系列的特性参数测量标准，但在实际应用过程中还是出现了很多问题。钳表法是经传统接地电阻测量方法改进得到的一种杆塔接地电阻测量方法，这种方法之所以能够得到广泛的应用，主要是因为其在进行实际测量时不再需要进行电流极、电压极引线的设置，同时也不再需要另外设置电源，整个测量过程只需要将钳表夹在线路杆塔接地线或者接地体上，就可以完成接地电阻的测量。

3.1三极法测量接地电阻

以半球形接地极为例，规定电流极C、电压极P，并在接地体G与电流极C之间注入电流I。该接地体的半径设置为a，根据叠加原理就可以得到：在接地极G处注入电流I后，就会在接地极G与电压极P之间形成一定的电位差V’：''''-22GPIIVaDρρππ=电流极C流经电流I后，使得接地极G与电压极P之间形成电位差V’’：''''''''-22PCIIVaDρρππ=+故得到接地极G与电压极P之间的电压V等于：1111''''''''''''(--)2GPGCPCIVVVaDDDρπ=+=+从而，接地电阻R等于：1111(--)2GPGCPCVRIaDDDρπ==+此时就可以计算出半球形接地电极实际的接地电阻R0的数值：02Raρπ=两个阻值的比值为：0(1--)GPGCPCRaaaRDDD=+计算可得，实验测量误差00(R-R)/R为：00-GPGCPCRRaaaRDDD=+�

3.2钳表法测量接地电阻

这种方法之所以能够得到广泛的应用，主要是因为其在进行实际测量时不再需要进行电流极、电压极引线的设置，同时也不再需要另外设置电源，整个测量过程只需要将钳表夹在线路杆塔接地线或者接地体上，就可以完成接地电阻的测量，最大程度的降低的系统布线难度。实际上每一个杆塔相互之间均是通过避雷线来共同构成并联回路的，每一个杆塔可以看作是整个并联网络中的一个支路。并联电路理论告诉我们，并联电阻的总阻值并不是每一个电阻值的相加，如果架设杆塔接地电阻值为Rj，那么整个并联网络的总阻值就是所有接地电阻的并联值，即R0=R1//R2//R3//...//Rn。在实际电网中，一个电力线路的杆塔数量通常情况下均比较多，也就是上式中的n值较大，因此就可以近似的得到R0远小于jR。在使用钳表法进行接地电阻的测量时，通常使用的测量频率是50Hz。之所以使用这个频率进行测量，主要是为了避开工频干扰，以得到更为精确的测量值。钳表结构中有两个线圈电路，其中一个称之为电流线圈，主要作用是给测量提供电源E，类似于变压器的作用。在杆塔数量较多的情况下，R0远小于jR，所以可以得到R近似等于jR，此时钳表上所显示出来的数值即使杆塔接地电阻jR的值。

4接地电阻测试仪的重要性

电阻测试仪范文第2篇

PEMFC要求用作气体扩散电极的碳纸具有:①均匀的多孔结构，优异的透气性;②低的电阻率，赋予其高的电子传导能力;③结构紧密且表面平整，以减小接触电阻，提高导电性能;④较好的化学稳定性和热稳定性;⑤良好的机械强度，以利于电极制作等优异的性能。它的制造过程主要包括原纸抄造、树脂浸渍、热压固化、石墨化处理等工艺环节［1］。

目前，国产碳纸与日本东丽等国外公司生产的碳纸相比，在机械强度及产品的批量稳定性方面存在一定的差距。纳米碳纤维(简称NCF)是一种在过渡金属(如Fe、Ni或它们的合金)的催化作用下，由低碳氢化合物在氢气作为载气的情况下高温裂解生成的具有高比强度、高比模量、高结晶取向度、高导电性、高导热性及较大比表面积的新型碳材料。一般而言，NCF的直径介于碳纳米管与碳纤维之间，约为50～200nm，长度为5～50μm，比表面积大于16m2/g，它不仅具有一般碳材料所具有的性质，而且与微米级的碳纤维相比，NCF同时具备高强度、高弹性和高刚度［2］。由于NCF所具备的优异特性，近年来在复合材料中的应用受到广泛关注。

目前NCF在树脂基复合材料中的应用主要集中于改善材料的导电性和控制热膨胀系数、赋予材料新的光电特性以及作为改进复合材料力学性能的增强剂3个方面［3］。碳纸原纸中胶黏剂经高温碳化后大量挥发仅残存少量碳物质，强度几乎丧失。采用含碳量高的树脂浸渍碳纸原纸，经高温处理，树脂碳化后残留的碳对碳纤维起到黏结和增强作用，从而保持碳纸的形状和强度［4］。本实验通过在碳纸制备工艺浸渍工序用树脂中添加NCF，研究NCF对提高碳纸强度的效果和对制成碳纸导电性、透气性等主要性能的影响，以期为提高国产碳纸的性能提供参考。

1实验

1.1主要原料与仪器、设备

(1)原料碳纸原纸，自制，由碳纤维配以聚乙烯醇胶黏剂湿法造纸工艺抄造而成，定量80g/m2;NCF，国产，纯度95%，平均外径150nm，长度5～50μm;2127型酚醛树脂，国产;无水乙醇，化学纯。(2)仪器、设备DS-1高速组织捣碎机，国产;实验室浸胶机，自制;烘箱;平板硫化机;石墨化炉;抗张强度测试仪，国产;透气度仪，国产;四探针电阻率仪，国产。

1.2实验方法

1.2.1NCF与碳纤维外观形貌对比观测

采用电镜对NCF的外观形貌进行观察并拍摄相应的电镜照片，用生物显微镜对碳纤维的外形进行观测并拍摄照片。

1.2.2NCF的预处理

由于NCF径向的纳米级尺寸和高的表面能导致它易团聚，分散性较差，为使NCF在树脂中良好分散并改变其表面性质使之与树脂有良好的亲和力［5］，需进行表面处理。处理方法是先用稀盐酸预处理，去除其中的金属粒子，并将团块状NCF进行研磨以适当分散。然后进行酸处理，酸处理工艺为将10gNCF放置于500mL球形瓶内，倒入100mL浓H2SO4和浓HN03体积比为3∶1的混合液，装上回流冷凝管，在通冷却水的条件下加热，使酸液沸腾回流约0.5h，而后过滤并用蒸馏水冲洗至pH值为中性，放置于烘箱中于100℃下烘干备用。通过上述处理后在NCF表面引入了—COOH和—OH官能团，从而提高了它的亲水性以及与有机相(这里主要是树脂)的亲和力，也改善了分散性。

1.2.3树脂浸渍液的配制及树脂浸渍处理

为进行对比实验，分别配制了加经酸处理NCF和不加NCF的树脂浸渍液。添加经酸处理NCF的树脂浸渍液配制方法为:取酸处理后的NCF，加适量水，于高速组织捣碎机中高速分散后，加入到无水乙醇中，并加水稀释配成乙醇浓度为70%含有NCF的混合液，倒入到2127型酚醛树脂中充分搅拌使树脂完全溶解，配成酚醛树脂浓度为20%的浸渍液。裁成一定尺寸的碳纤维原纸用实验室浸胶机浸涂树脂浸渍液，在80℃下烘干，制成碳纸基纸。

1.2.4热压、石墨化后处理

碳纸基纸在180℃、8MPa下热压，使树脂固化，碳纸定型。然后置于石墨化炉中于1000℃下先碳化处理一定时间，而后升温至2000℃进行石墨化处理一定时间，降温冷却后制成碳纸样品。

1.2.5碳纸性能的检测

按国家标准测试方法测定碳纸的定量、厚度、抗张强度和透气度，采用四探针电阻率测试仪测试碳纸的电阻率。

2结果与讨论

2.1碳纤维与NCF的外形对比

由图1NCF的电镜照片可以看出，NCF表面较粗糙，局部有较多枝节状的絮状物，因此比表面积较大。由图2碳纤维的显微镜照片可以看出，碳纤维直而挺，纤维表面非常光滑。

2.2NCF对碳纸性能的影响

在树脂中分别加入用量为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%经酸处理的NCF，制成碳纸的测试数据见表1。由表1数据可知，在树脂中加入NCF可提高碳纸的抗张强度，且随着NCF用量的增加，抗张强度逐渐提高。分析认为，一方面是由于NCF表面有大量的絮状物，比表面积大，当它均匀分散在树脂中时，其表面可吸附树脂分子链，在树脂中形成物理交联点，这些物理交联点在树脂和碳纤维的界面起到“抛锚”作用，从而增加了基体和碳纤维的界面黏结强度［6］;另一方面是由于NCF的存在也可减少酚醛树脂固化收缩率，进而降低界面残余应力，改善界面黏结状况。此外，前人的研究表明，碳纤维在低应力下变形率约为1%，脆性大，而NCF在断裂前的变形率可达15%，这种高弹性十分利于载荷传递，从而增加了碳纸的韧性，提高碳纸的抗张强度。

表1中数据也反映出随着NCF用量的增加，碳纸透气度降低，这是因为在树脂中加入NCF相似于加入了纳米填料，必然会堵塞碳纸中部分微孔，从而透气性能下降。由于用作PEMFC气体扩散层材料的碳纸要求具有较好的透气度，因此，NCF用量应控制在一定范围内。

此外，表1数据还表明，加入NCF可使碳纸的电阻率略有降低，也就是提高了碳纸的导电性。表2为碳化温度对碳纸电阻率影响的实验结果，其数据进一步表明，在相同碳化温度下树脂中加入NCF的碳纸试样比不加NCF的碳纸试样电阻率低，同时残碳率也较低。说明加入NCF的碳纸试样中树脂的热分解提早开始，即热分解的起始温度降低，分析认为，NCF的加入在一定程度上起到了“催化剂”的作用。由于PEMFC用碳纸要求具有优异的导电性，因此在碳化工艺相同的条件下树脂中加入NCF对改善碳纸的导电性能是有利的。当NCF用量大于1.5%时，强度提高幅度减小(见表1)，而透气度的降低较明显，考虑成本等因素，NCF的用量以1.5%为最佳。

3结论

3.1电镜观察表明，纳米碳纤维简称(NCF)表面较粗糙，有较多枝节状的絮状物，比表面积较大。

电阻测试仪范文第3篇

关键词：液晶电视；数字模块；设计

随着电视技术的不断发展，LCD液晶电视销量正在逐年以70%的速度上升。然而，这些不断发展的技术都离不开数字模块的设计开发。

该产品设计有两路AV输入、S_VIDEO输入及两路HDTV高清输入、两路HDMI输入、PC输入等。HDTV可达到1080P60Hz的高分辨率，HDMI支持1.2协议。

1产品特点及设计目标

1.1产品的特点：

①该产品设计采用TRIDENT公司的SVP-AX32单芯片处理。

②信号端子功能强大。

1.2主要设计目标

①视频信噪比≥40dB。

②视频信号幅度：2.0±0.2Vp-p。

③音频信噪比≥40dB。

④音频失真率≤2%。

2电路组成及原理简介

①音视频处理电路。音视频处理电路由SinglechipSVP-AX32完成。音频处理电路是将外部输入的AV信号的Audio信号、HDMI信号等在SVP-AX32内部经过音频矩阵电路、音频解调电路、音频处理电路、唇同步电路等处理转换为数字及模拟音频进行输出。

视频处理电路是将外部输入的RF信号、AV信号、色差信号、复合视频信号、HDMI信号等在SVP-AX32内部经过模拟矩阵电路、ADC转换电路、3D视频解码、边缘自适应逐行交织电路、增强的亮度/色度处理电路、GAMMA校正电路、LVDS传输电路等处理输出LVDS信号及模拟视频。

②控制电路的设计。主CPU、SUBMCU、程序存储器（FLASH）、数据存储器（SDRAM）、总线驱动器等组成的控制电路是产品的控制中心，控制和协调各部分电路的正常工作，实现产品的各种功能。

③音频D/A转换器。SVP-AX32输出的数字音频经外部D/A转换，输出模拟立体声音频信号。

④数据接口。I2C、RS232、JTAG等数据传输接口主要完成产品与外界的低速数据通信。

⑤电源管理电路。本产品正常工作电压是9V、5V、3.3V、2.5V、1.2V。为降低待机功耗设计有可带控制的LDO，当LDO控制端为低电平时输出电压为低，产品处于待机状态。反之产品则正常工作。

3测试结果讨论

3.1主要测试仪器及设备

主要测试仪器有LT1610A高清信号源、FLUKE54200、5418、HS7100多制式彩色电视集中信号源、VM700T视频分析仪、AV1485A射频合成信号发生器等。

3.2测试结果

①视频信噪比：最小41dB；②视频信号幅度：2.0～2.1Vp-p；③音频信噪比：最小43dB；④音频失真率：最大0.4%。

3.3设计过程中解决的主要问题

①印制电路板的设计和制作。该产品的PCB设计对于防止EMC干扰等起到很大作用总结有以下几点：

Memory设计。该产品采用的Memory是DDR-SDRAM，时钟频率高达250MHz，为防止EMC干扰。设计时采用数据线、地址线和差分对时钟线最短化设计。为使电路稳定工作参考电压Vref线宽设计在0.2mm以上，并且其退藕电容和分压电阻尽可能接近IC引脚。

HDMI回路设计。为保证差分对阻抗在100欧姆±10%，在设计时线径/线距采用5mil/5mil设计。并且线长度尽可能短。

CPU回路设计。为减小EMI在SPIFlash的数据/时钟线和AX32间增加33欧姆的电阻。并且放置了0.1uF和10uF的退藕电容。

②可靠性设计。经过仔细分析电路的各个回路，对所有电解电容和三极管的实际耐压值进行了测量，通过与产品设计电压进行对比，以保证产品的可靠性。

4结语

通过对该产品的主要技术指标测试，各项指标都有一定的余量，能够很好的满足用户的要求。

电阻测试仪范文第4篇

1.1目的和原理

我们在日常设备检测检验过程中，经常发现在用机电设备电机烧毁现象，了解机电人员均反映绝缘电阻按要求检测时都正常。因此如何提前发现设备的绝缘缺陷，采取相应的最经济维护方式，以防止事故发生，传统的检测方法已经不能满足绝缘检测精度的要求，要引入新的检测项目，那就是极化指数、吸收比。就是要考察设备达到这个绝缘电阻值所用的时间，换句话说，要考察设备绝缘电阻随时间变化的快慢。这是实际工作中经常忽视的。例如2台设备绝缘电阻随着时间的增加越来越大，同样达到1000MΩ，1台用了5s，1台用了10s，5s的设备的绝缘性能要比10s的好。考察设备绝缘的可靠性，除了检测设备最终的绝缘电阻，还要检测2个关键指标：（1）规定用10min的绝缘电阻值R10min与1min的绝缘电阻值R1min的之比值，定义为极化指数PI，它反映了10min钟内绝缘电阻变化的快慢：PI＝R10min/R1min。（2）规定1min的绝缘电阻值R1min与15s的绝缘电阻值R15s的之比值为吸收比KM：KM=R1min/R15s。极化指数和吸收比都能表示绝缘电阻随时间变化的快慢，相比于绝缘电阻，它的准确度更高。检测极化指数由于时间较长（600s），绝缘介质的极化过程基本完成，所以能较准确反映绝缘状况。检测吸收比耗时较短（60s），绝缘介质的极化过程处于中间阶段，尚不能完全反映绝缘的真实面貌，所以不如极化指数准确。

1.2检测标准和方法

常用绝缘工具和高压电气设备的绝缘性能试验标准和要求见相关文献资料。电机是煤矿机电设备的动力之源。一般规定：新投入使用或大修后停用48h以上的大型电机，在使用前均应检测其绝缘电阻，高压电机采用1000～2500V摇表，低压电机采用500～lO00V摇表进行检测，每1kV不得低于1MQ；一般电机，每半年检测1次，并以绝缘电阻检测的数据与上一周期检测的数据进行比较，若下降了上次值的1／5~1／3时，应找出原因加以解决。检测吸收比时，KM≥1.3认为合格；KM＜1．3认为受潮，受潮时应查明原因，处理后再投入运行。极化指数PI≥2表明绝缘很可靠；1.0≤PI≤1.1表明绝缘有问题，需要查找薄弱点；PI＜1表明绝缘需要更换。若属绝缘部分受潮，表面脏污且有放电或击穿痕迹，绝缘内部又没有形成通道，性能难以检测时，需送电机专业制造厂家进行处理。

1.3案例

我们采用目前市场上销售的绝缘测试仪，不仅可以测出设备绝缘电阻数值，而且还可以自动计算出设备吸收比和极化指数。2013年5月，我们在三明地区某煤矿检测在用主通风机中，发现其电机绝缘电阻值仅0.2MΩ，不符合AQ1011-2005《煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》要求。接着我们测试了吸收比值，KM仅为0.85，因此我们判断电机绝缘有受潮，要求矿方机电人员检查处理好后我们再来复检。两天后我们再检测时，绝缘电阻达到16.5MΩ，KM值为1.3。事后我们了解到，检测的这台通风机为备用机，有半年时间没有开启运行了，矿井里的潮气加上外面的梅雨天气，使得电机绝缘严重受潮。经过机电人员及时对电机进行烘干处理，防止局部绝缘缺陷的扩大，保证电机正常运行。

2结束语

电阻测试仪范文第5篇

论文摘要：在RC电路中，当电容两端有电压时，关闭开关，通过计算机观察电流通过电阻，在RC电路中电压随时间的变化规律与理论情况比较。实验以RC电路为基础，通过声卡使计算机与实验结合，用CoolEdit软件进行录音，最后通过数学软件MATLAB对图形进行分析，将理论计算值与实际测量值进行比较，结果证实了RC放电的电压随时间的变化趋势。

1引言

本论文主要证明在RC电路放电时电压随时间的变化关系实验.

在RC电路中，当电容两端有电压时，关闭开关，电流通过电阻，此时电路中电压随时间的变化成何种规律。作者在一本教科书中发现前人已经得出结论，电压与时间的关系式是.作者通过实验测量出5个时间点的电压值与在相同时间点的理论值相比较，看两者是否接近或相等。

2设计原理及方法：

2.1RC电路放电原理：

电路的过渡过程是指从一种稳定状态转到另一种稳定状态所经历的变化过程，其变化十分短暂而且是单次变化过程。对时间常数τ较大的电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。对时间常数τ较小的电路，必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用NE555方波发生电路输出的方波来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号，选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，就可以观测电路的过渡过程.

在阶跃信号下，RC-阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ.

2.2时间常数τ的测定方法：

⑴根据-阶微分方程的求解得知

（1）

方程⑴为电容放电过程方程，其中U是放电前电容两端的电压.

当t=τ时，U0＝0.368U.此时所对应的时间就等于τ。其零输入响应的波形如图1测试电路如图2⑴所示.

⑵由零状态响应波形增长到0.632U所对应的时间就等于τ。其测试电路及波形如图2⑵和图3所示.

⑶微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的应用电路，它对电路时间常数τ和输入信号的周期T有着特定的要求.

RC串联电路，如果满足τ＝RC<<T/2（T为方波脉冲中的重复周期），且由R端作为响应输出，这就成了一个微分电路.

（2）

由式（2）可知：电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比，电路如图4⑴.

将图4⑴中的R与C位置调换一下，即由C端作为响应输出，且当电路参数的选择满足τ＝RC>>T/2条件时，则称为积分电路.

（3）

由式(3)可知：电路的输出电压与输入电压的积分成正比，电路如图4⑵.

2.3实验仪器与软件介绍

声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波／数字信号相互转换的一种硬件.在一块声卡上有晶振，AD/DA转换芯片和数字处理芯片及其他辅助电路.因此，它可以作为数据采集卡使用，不过被采集号的频率被限制在音频范围之内.设定了采集频率，采样位数，缓冲区大小之后，再利用声卡的DMA方式进行数据采集工作。利用LabWindows/CVI环境下，借助硬件驱动程序对声卡的采集频率，采样位数，缓冲区大小等分别进行控制，根据用户的需要调整波形显示，进行波形分析，从而构成功能强大的虚拟存储示波器.

CoolEdit软件与外电路是通过声卡的连接,当外电路的开关关闭再打开,在CoolEdit软件的界面会显示出电压与时间的关系图形.将图形剪切下来,与.mav的文件形式储存起来.

MATLAB是数学软件,主要用于对图象的研究,精确度较高.

2.4实验设计方法

（1）设置声卡

①打开声音高级控制.

图5

②选择录音属性，打开录音音量控制面板，将输入方式选成Line。

③关闭不必要的声音特效，以免左右声道互相干扰。

④如果无信号时背景噪声较大，可以尝试将一些选项静音，特别是CD音频。

⑤调整输入和输出的平衡，可借助示波器部分和信号发生器部分实现。

这时信号是从LineIn口输入的.在输出音频信号时,输入口是没有信号的.

如果使用其他声卡,可参照以上步骤设置.注意使用万能声卡驱动程序或自带驱动程序,不要使用Windows带的驱动程序.如果仍无法正确工作,可换一个驱动程序试试.可能出现的情况:

a声卡上没有LineIn口,只有MIC口,在一些廉价主板集成的声卡上会有这种情况,因为MIC口通常是声道,也就是示波器只能单踪工作.

b打开信号发生器,示波器上同时显示波形,这是输出反馈到输入端造成的,可修改各项设置.

(2)在实验线路板上选取R=5kΩ,C=10μF组成如图2所示的RC充放电电路.NE555信号发生器输出的方波信号电压U=1.5V,频率f=1kHz,将自制电缆线Φ3.5立体声插头插入声卡的LineIn,另一边接到实验线路板上的激励端口所在位置.

(3)在虚拟示波器上观察激励与响应的变化规律,来测时间常数τ,通过调整虚拟示波器界面上的增益、时基和网格按钮,可清晰地观测RC的响应曲线,并可计算出时间常数τ.对于R=5kΩ,C=10μF的RC响应曲线如图6所示.

图6

(4)适当地改变电容或电阻值,观察波形变化情况,记录观察到的现象.

①选取R=10kΩ,C=10μF,观察并绘制响应的波形,继续增大C之值,定性地观察响应的影响.

②选取R=15kΩ,C=20μF,组成如图4(1)所示的微分电路,在同样的方波激励信号作用下,观测并绘制激励与响应的波形.

3数据分析电压时间

实验所测得电压随时间变化曲线如图7

4实验结果分析

①通过计算在相同时间点电压理论计算值与电压实际测量的结果的比例进行比较,我们可以发现相同时间的电压比值几乎相等,作者在通过改变R与C的值发现相似的结论,由此可以证实前人研究.

②本实验精确度较高,但难免有误差的出现,首先在截图时,很难从电压最大值开始截取;其次在用MATLAB对图形进行处理时,很难在特定时间内找到所对应的电压值点,作者因此选取在此附近的点,由此产生的误差可达到万分之一.而且用声卡测试仪器时,难免有噪音的的影响.

③声卡测试仪器的优点:可以将电路与计算机连接在一起,并截取录音,传送给计算机处理.

声卡测试仪器的局限性:容易受外界环境及本身其他的功能影响.

5结束语

本实验室属于计算机应用实验，难度较高。实验要求会使用CoolEditPro2.0，MATLAB6.1等软件,熟悉声卡的原理，计算机基本知识及物理原理等等.在此应该特别感谢鲁晓东老师,胡依杰同学及费芬同学对我的帮助,他们帮助我找到很多关于这方面的资料.在此次实验中证实前人已经得出的RC电路放电电压变化规律，即电压与时间的关系式结论.

参考文献