第一次實驗-選做實驗四LC串并聯諧振回路特性實驗

1、 選做實驗四LC串并聯諧振回路特性實驗標準實驗報告實驗室名稱科 A402實驗項目名稱LC串并聯諧振回路特性實驗實驗原理（一）基本原理通常，在高頻電在高頻電子電路中， 用選頻網絡選出我們需要的頻率分量和濾除不需要的頻率分量。子線路中應用的選頻網絡分為兩大類。第一類是由電感和電容元件組成的振蕩回路（也稱諧振回路），它又可以分為單振蕩回路以及耦合振蕩回路；第二類是各種濾波器，如 LC濾波器，石英晶體濾波器陶瓷濾 波器和聲表面波濾波器等。本實驗主要介紹第一類振蕩回路。.串聯諧振回路信號源與電容和電感串聯，就構成串聯振蕩回路。電感的感抗值（3 L）隨信號頻率的升高而增大， 電容的容抗值1/（3 C）則隨

2、信號頻率的升高而減小。與感抗或容抗的變化規(guī)律不同，串聯振蕩回路的阻抗圖24-1串聯振蕩回路在某一特定頻率上具有最小值，而偏離特定頻率時的阻抗將迅速增大，單振蕩回路的這種特性稱為諧振特性，這特定的頻率稱為諧振頻率。圖24-1所示為電感L、電容R和外加電壓VS組成的串聯諧振回路。圖中 R通常是電感線圈損耗的等效電阻，電容損耗很小，一般可以忽略。保持電路參數 R、L、C值不變，改變外加電壓 VS的頻率，或保持 VS的頻率不變，而改變L或C的數值，都能使電路發(fā)生諧振 （回路中電流的幅度達到最大值）。在某一特定角頻率時，若回路電抗?jié)M足下列條件1,、X 0L 0（24-1）oC則電流I Io VS為最大值

3、，回路發(fā)生諧振。上式稱為串聯諧振回路的諧振條件。 R(24-2)回路發(fā)生串聯諧振的角頻率o和頻率fo分別為：0 - f0 一1一LC 2 LC將式（24-2）代入式（24-1）,得IoL ,1L . L（24-3）oCLC C我們把諧振時的回路感抗值稱Q值，則得：Q R（或容抗值）與回路電阻oCR R C aR的比值稱為回路的品質因數，以Q表示，簡(24-4)若考慮信號源內阻 Rs和負載電阻 Rl后，串聯回路的電路如圖24-2所示。由于 Rs和Rl的接入使回路Q值下降，串聯回路諧振時的等效品質因數ql 為 QlRRs圖24-2考慮R S和RL后的串聯振蕩回路oRl圖243串聯振蕩回路的諧振曲線

4、式中1 132 上，Im/I所以這兩個特定的邊界頻率又稱為半功率點。,如果圖245并聯振蕩回路圖24-3為串聯振蕩回路的諧振曲線，由圖可見，回路的 Q值越高，諧振曲線越尖銳，對外加電壓的 選頻作用愈顯著，回路的選擇性就愈好。因此，回路 Q值的大小可說明回路選擇性的好壞。當回路的外加信號電壓的幅值保持不變，頻率改變?yōu)? =31或3 = 3 2,此時回路電流等于諧振值的1/J2倍，如圖24-4所示。3 2 3 1稱為回路的通頻帶，其絕對值（用24 3 0.7或24 f0.7表示）為20.72 i或 2 f 0.7f 2fi（24-5）（或f1）和3 2 （或f2）為通頻帶的邊界角頻率（或邊界頻率）

5、。在通頻帶的邊界角頻率3 1和 0m 1/J2。這時，回路所損耗的功率為諧振時的一半（功率與回路電流的平方成正比例）.并聯諧振回路串聯諧振回路適用于信號源內阻等于零或很小的情況（恒壓源） 信號源內阻很大，采用串聯諧振回路將嚴重降低回路的品質因數，使串聯諧振回路的選擇性顯著變壞（通頻帶過寬）。在這種情況下，宜采用并聯諧振回路。并聯振蕩回路兩端間的阻抗為: 1（R j L）Z LC1R j L j C1 (R j L) j CR j( L 下) C(24-6)在實際應用中通常滿足co L?R的條件，因此LZ C 一1CRR j( L ) CL1j( C )(24-7)圖244串聯振蕩回路的通頻帶并

6、聯振蕩回路的導納Y=G+Jb=1/Z ,Y G jB CR j(式中，g CR為電導，B （ C由式（24-7）C七L）為電納。(24-8)并聯諧振回路是指電感線圈L、電容器C與外加信號源相互并聯的振蕩電 路，如圖24-5所示。由于電容器的損耗很小，可以認為損耗電阻集中在電感支路中。因此，并聯振蕩回路電壓的幅值為VmI smY-I sm.22G B(24-9)由式（24-9）可見，當回路導納 B =時，VV0 IS ,回路電壓V0與電流I S同相。我們把并聯 CR振蕩回路的這種狀態(tài)叫做并聯回路對外加信號源頻率發(fā)生并聯諧振。由并聯振蕩回路電納Bpc0的并聯諧振條件，可以導出并聯回路諧振角頻率P和

7、諧(24-10)振頻率fp分別為：p -L； fp 一二P ACP 2 LC2當3 L?R的條件不滿足時，并聯諧振回路的諧振角頻率為：P JA R （24-11）LC L2在并聯諧振時，把回路的感抗值（或容抗值）與電阻的比值稱為并聯振蕩回路的品質因數QP,即(24-12)考慮信號源內阻和負載電阻Rs和負載電阻Rl時，并聯諧振回路的等效電路如圖24-6所示，回路的等效Ql值下降Q QpQL 1RPRp苒rL式中QPRp（RP為諧振電阻）圖246考慮R J口屋后的串聯振蕩回路并聯振蕩回路的諧振曲線 如圖24-7所示，通頻帶如圖24-8 所示。和串聯回路一樣，QP愈高， 諧振曲線愈尖銳，回路的選擇性

8、 愈好，但通頻帶愈窄。并聯振蕩回路的絕對通頻帶為f PQP(24-13)0.7= ；2f0.7QP相對通頻帶為20,712 f0.7,p Q p f p(24-14)（二）實驗電路ITP1R11 10.7MAr2R3330C2220pF310.7MR4330M C11OIITH1-“0-10MTP1 - L16.8uHTP2/vvv4TP3oW110KJP2TH2C3 匕. J2104M-0TP4o用周里面的電10M-IC8W210K130uH130uH0-10MC5170PC6270pC7 170p圖24-9 LC串并聯諧振回路電路圖如圖24-9所示，將跳線JP1的3, JP2的3用跳線帽短

9、接，電路組成 LC串聯回路，調節(jié) W1 可改變回路 Q值，將跳線JP1的4, JP2的4用跳線帽短接，電路組成 LC并聯回路，調節(jié) W2改變回路 Q值。四、實驗目的.掌握LC振蕩回路的諧振原理.掌握LC串并聯諧振回路的諧振特性.掌握LC串并聯諧振回路的選頻特性 五、實驗內容觀測LC串并聯諧振回路的通頻帶。六、實驗器材（設備、元器件）高頻實驗箱1臺雙蹤示波器1臺七、實驗步驟. 將跳線JP1的3, JP2的3用跳線帽短接，組成 LC串聯回路，輸入頻率為 10.4MHz的高頻信號, 觀察電路起振情況，記錄輸入、輸出電壓值。.用點頻法觀測LC串聯回路的通頻帶，以“ 500K”檔位步進，從 5MHz到15MHz,（在過渡帶適 當減小步進間隔），用示波器觀測輸出信號，記錄相應的電壓值，并填入表格（表格自行設計）。.調節(jié)W1 ,重復步驟2 ,觀測輸出電壓值的變化，求出通頻帶的變化。. 將跳線JP1的4, JP2的4用跳線帽短接，組成 LC并聯回路，步驟同1, 2, 3。四、實驗數據及結果分析圖1圖2圖3實驗結論我組既做了無線對講機的發(fā)送又做了接收，經過調試，通過耳機能夠聽到清晰的聲音信號，但是還帶有一定的噪聲，噪聲的聲音比較小，相對于聲音信號比較小，可以說成功的