实验报告电路频域特性的测量——电压传输比.pdf

北京交通大学基础电路实验报告实 验 名 称: 电 路 频域 特 性 的测 量 — —电 压 传 输比日 期 : 2015年 12 月 27 日地 点: 九 教 南 501 学 号 : 14211180 姓 名 : 陈昱 帆学 院 : 电子 信 息 工程 学 院班 级 : 通 信 1408 班一 、 实 验目 的（1） 掌握电压传输比频率特性的两种测量表示方法2） 了解低通和高通滤波器的频率特性二 、 实 验 原 理由 于)()(g)(H12 21212 CHCH CHCHCHCHSVVVVVV所 以1212)(gCHCHgainCHCH VV信 号 源频 率 可 以 根据 需 要 选取 一 定 的变 化 范围 ， 并 按 一定 间 隔 选取 ，然 后 根 据 测量 数 据 画出 幅 频 特性 和 相 频特 性 曲线 在 测 量频 率 特 性 时， 应 当 先粗 略 观 察一 下 频率 特 性 的 变化 规 律 ，在 特 性弯 曲 较 大的 区 域 应适 当 增 加测 量 频 率点 ，然后 设 计 好记 录 表 格再 进 行 逐点 测量 转 移 函数 是 电 路 的固 有 特 性， 对 于 某一 信 号频 率 ， 转 移函 数 不 会随 输 人 激励 幅 度 的变 化而 变化 。

由 于 信号 源 内 阻 的影 响 ， 被测 电 路 输入 阻 抗随 频 率 变 化将 导 致 通道 1 的 幅度 也 会 随频 率 变 化，所 以 ，在 测 量过 程 中需 要 监 测通 道 1 的 测 量 数据 一 般可 以 在 测量 每 个 频率 点 时 ，调 整 信 号源 幅 度 ，使 每 个 频 率 点 输 入到 电 路 激励 的 幅 度恒定 ， 便 于比 较 和 计算当 测 量 转移 电 压 比时 ， 可 以将 输入 电压 幅 度 调整 为 1V 或者0dB， 此时 测 量 的输 出 电 压幅 度 值 就是 该 转 移电 压 比 ，可 以减 少 后 期的 数 据 处理 三 、 实 验 方 案（ 1） 测量 一 阶 RC低 通 电 路的 频 率 特性一 阶 RC低 通电 路 如 图所 示 ， 图中 R=5.1k Ω ，C=0.047μ F电 路 的 输 入端 输 入 一个 电 平 为 0dBV 的 正弦 信 号 ，频 率可 选 范 围为 50HZ~20kHZ按 照 实验 图 连 接 好电 路 图 后， 首 先 改 变信 号 源 的频 率 （ 从低 到 高 ），用 毫伏 表 或 示波 器 观 测输 出 端 电压 的变 化，粗 略地 看 下 电路 是 否 具有 低 通 特性 ， 测 量并 记 录 -3dB 截止 频 率 。

然 后 逐 点测 量 该 低通 电 路 的频 率特 性 其 幅 频特 性 用 “ dB”表 示 ，相 频 特 性用“ 度 ”表 示 ，所 有 原 始 测量 数 据 均记 录 在自 行 设 计的 表 格 中 2） 测量 一 阶 RC高 通 电 路的 频 率 特性一 阶 RC低 通电 路 如 图所 示 ， 图中 R=5.1k Ω ，C=0.047μ F电 路 的 输 入端 输 入 一个 电 平 为 0dBV 的 正弦 信 号 ，频 率可 选 范 围为 50HZ~20kHZ按 照 实验 图 连 接 好电 路 图 后， 首 先 改 变信 号 源 的频 率 （ 从低 到 高 ），用 毫伏 表 或 示波 器 观 测输 出 端 电压 的变 化，粗 略地 看 下 电路 是 否 具有 高 通 特性 ，测 量并 记 录 -3dB 截止 频 率 然 后 逐 点测 量 该 低通 电 路 的频 率特 性 其 幅 频特 性 用 “倍 ”表 示 ，相 频 特 性用“ 度 ”表 示 ，所 有 原 始 测量 数 据 均记 录 在自 行 设 计的 表 格 中四 、 实 验 步 骤(1)按 实 验 电路 图 连接 好 电 路(2)调 整 信 号发 生 器的 频 率 ，并 相 应调 整幅 值(3)通 过 示 波器 或 者毫 伏 表 测 量出 各 点 的值 并 记 录(4)根 据 测 量的 值 作出 幅 频 特性 曲 线和 相频 特 性 曲线五 、 实 验仪 器示 波 器 、函 数 发 生器 、 电 容、 电阻 、毫 伏 表六 、 实 验数 据（ 1） 测量 一 阶 RC低 通 电 路的 频 率 特性（ 2） 测量 一 阶 RC高 通 电 路的 频 率 特性频 率 /HZ50 338 510 662 817 978 1148 1332 1546 1756 1995 20k 电 压 比 /dB -0.025 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -29.6 相 位 差 / 度-4.3 -27 -37.5 -45 -50.9 -55.8 -60 -63.5 -66.8 -69.3 -71.6 -88.1 频 率 /HZ50 100 200 300 400 500 600 665.3 800 1000 1500 20k 电 压 比 / 倍0.0 75 0.15 0.289 0.412 0.51 0.6 0.67 0.707 0.77 0.833 0.915 0.999 相 位 差 / 度85.7 81.3 73,1 65 58.1 52.5 47.9 44.9 39.7 33.6 23.7 1.9 七 、 数 据处 理 及 分析（ 1） 测量 一 阶 RC低 通 电 路的 频 率 特性将 表 格 中数 据 绘 制成 频 率 特性 曲线 可得幅 频 特 性曲 线可 以 观 察出 ， 随 着频 率 的 不断 增大 ，一 阶 RC低 通 电 路 的电压 比 在 不断 减 小相 频 特 性曲 线可 以 观 察出 ， 随 着频 率 的 不断 增大 ，一 阶 RC低 通 电 路 的相位 差 的 绝对 值 也 在不 断 增 大（ 2） 测量 一 阶 RC高 通 电 路的 频 率 特性幅 频 特 性曲 线可 以 观 察出 ， 随 着频 率 的 不断 增大 ，一 阶 RC高 通 电 路 的电压 比 在 不断 增 大相 频 特 性曲 线可 以 观 察出 ， 随 着频 率 的 不断 增大 ，一 阶 RC高 通 电 路 的相位 差 在 不断 减 小八 、 实 验结 论（ 1） 一阶 RC低 通电 路 的 电 压 增 益 随着 频 率 的增 加 而 变小 ，频 率 趋 近于 0 时 ，电 压 增 益趋 近 于 零， 频 率 趋 近 于 无 穷时 ，电 压 增 益趋 于 最 大，电 容电 压 总 是落 后 输 入激 励 电 压，且 随频 率 的 增加 落 后 角度 变 大 ，频 率 趋近 于 0 时 电 容 电 压与 输 入激 励 电 压趋 于 同 相，频 率趋 近 于 无穷 时 ，电 容 电 压 落 后 输 入激 励 电 压趋 近 于 90°。

2） 一阶 RC高 通电 路 的 电 压 增 益 随着 频 率 的增 加 而 增大 ，频 率 趋 近于 0 时 ，电压 增 益 趋 近于 最 大 ，频率 趋 近 于 无 穷 时 ，电 压 增 益趋 于 0， 电 阻电 压 总 是超 前 输 入激 励 电 压， 且 随 频率 的 增 加超 前 角 度变 小 ，频 率 趋 近于 0 时 ，电 阻 电 压超 前 输入 激 励 电压 趋 近 于 90°，频 率 趋 近 于无 穷 时 ，电 阻 电压 与 输入 激 励 电压 趋 于 同相 3） 在实 验 过 程中 输入 保持 不 变 ，使 得 实 验结 果 更 加准 确可 靠 4） 测量 电 路 的幅 频 特 性时 ，将 输 入 电 压幅 度 调 整为 1V 或者 0dB， 此 时测 量 的 输出 电 压 幅度 值 就 是该 转 移 电压 比 ， 减少 后 期 的数 据 处 理九 、 实 验要 求 及 注意 事 项（ 1） 在测 试 过 程中 ， 低 通电 路 在 改变 频 率 后要 始 终 保持 输入 电 平 为 0dB； 高 通 电路 在 改 变频 率 后 要始 终 保 持输 入 电 压为 1V （ 2） 测试 频 率 点要 根 据 特性 曲 线 的变 化 趋 势合 理 选 择， 但不 少 于 10 个 。

最好 一 边 记 录 数 据 ，一 边 把 “点 ” 描 绘在 坐标 纸 上 ， 一但 发 现 所测 曲 线 存在 不 足 ， 可 及时 增 加 测试 点 3） 实验 报 告 要求 1. 总 结 RC低 通 电路 的 工 作原 理 ， 简述 实 验 方案 及 实 验 过程 2. 根 据 测试 数 据 在坐 标 纸 上 绘 制 低 通的 幅 频 特性 曲 线 和相频 特 性 曲线 ，采 用 半 对 数坐 标 系 ，横 坐 标 用对 数坐 标，单 位为 赫 兹 ，纵 坐 标 用均 匀 刻 度， 单位 为“ dB” 或 “ 度 ” 3. 总 结 RC高 通 电路 的 工 作 原 理 ， 简述 实 验 方案 及 实 验过程 4. 根 据 测试 数 据 在坐 标 纸 上 绘 制 高 通的 频 率 特性 曲 线 5. 对 本 次实 验 做 出客 观 的 评 述 、 总 结。