RLC串联电路的幅频特性与谐振现象.docx

《电路原理》实验报告学号：1138035姓名：杜响红实验地点：理工楼605 实验时间：2012. 5, 17一.实验名称RLC串联电路的幅频特性与谐振现彖二、实验目的1 .测定/?、L、C串联谐振电路的频率特性曲线2. 观察串联谐振现象，了解电路参数对谐振特性的影响三，实验原理1. R、厶、C串联电路（图4-1）的阻抗是电源频率的函数，即：Z = R + j{coL-—） = |Z 严coC当 4 厶时，电路呈现电阻性，匕一定时，电流达最大，这种现象称为串 联谐振，谐振时的频率称为谐振频率，也称电路的固有频率COo = jTc或池=三辰上式表明谐振频率仅与元件参数厶、c有关，而与电阻无关 L 二―TWVX+UsC)■I图4-12. 电路处于谐振状态时的特征：① 复阻抗Z达最小，电路呈现电阻性，电流与输入电压同相② 电感电压与电容电压数值相等，相位相反此时电感电压（或电容电压） 为电源电压的0倍，0称为品质因数，即0 = UL = Uc _ 3qL = ] _ J_ 匡U —可一兀一〒一 一斥花在厶和C为定值时，0值仅由回路电阻的大小来决定③ 在激励电压有效值不变时，回路中的电流达最大值，即:I = Ia=-Lo R3・串联谐振电路的频率特性：①回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性，表明其关系的图 形称为串联谐振曲线。

电流与角频率的关系为：当厶、C 一定时，改变回路的电阻值，即可得到不同0值下的电流的幅频 特性曲线（图4-2）o显然Q值越大，曲线越尖锐图4-2有时为了方便，常以皀为横坐标，丄为纵坐标画电流的幅频特性曲线（这称 为通用幅频特性），图4-3画出了不同0值下的通用幅频特性曲线回路的品质 因数0越大，在一定的频率偏移下，丄下降越厉害，电路的选择性就越好‘0为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念，把通用幅频特性 的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带（以 FW表示）即：% %由图4-3看出0值越大，通频带越窄，电路的选择性越好cocR③激励电压与响应电流的相位差©角和激励电源角频率e的关系称为相频 特性，即：甲(e) = arctg显然，当电源频率从0变到％时，电抗X由-00变到0时，0角从-壬变到0,电路为容性当e从⑰增大到00时，电抗X由0增到00, 0角从0增到壬,电路为感性相角0与皀的关系称为通用相频特性，如图4・4所示0图4・4图4・3谐振电路的幅频特性和相频特性是衡量电路特性的重要标志四•仪器设备1.电路分析实验箱一台2.信号发生器一台3.交流毫伏表一台4.双踪示波器一台五.实验内容与步骤按图4-5连接线路，电源〃$为低频信号发生器。

将电源的输出电压接示波器的乙 插座，输出电流从斤两端取出，接到示波器的乙插座以观察信号波形，取L = 0.1H, C = 0.5//F, /? = 1,电源的输出电压［/5=3Vo1 •计算和测试电路的谐振频率用厶、c之值代入式中计算出几② 测试：用交流毫伏表接在R两端，观察的大小，然后调整输入电源的 频率，使电路达到串联谐振，当观察到最大时电路即发生谐振，此时的频率 即为九（最好用数字频率计测试一下）2.测定电路的幅频特性①以几为中心，调整输入电源的频率从100Hz〜2000Hz,在几附近，应多取 些测试点用交流毫伏表测试每个测试点的Ur值，然后计算出电流/的值，记 入表格4-1中表4-1/(Hz)/oUr (mV)/(mA)②保持/=3V,厶=0.1H, C=0.5pF,改变/?,使R = 100Q,即改变了回路0 值，重复步骤①3. 测定电路的相频特性仍保持f/s=3V,厶=0.1H, C=0.5pF, /? = 10Qo以人为中心，调整输入电源 的频率从100Hz〜2000Hz在九的两旁各选择儿个测试点，从示波器上显示的电 压、电流波形上测量出每个测试点电压与电流之间的相位差卩=久-卩，数据表 格自拟。