RLC串聯(lián)諧振電路選頻特性與信的分解信處理實驗報告

實驗二信號辦理實驗實驗一RLC串連諧振電路選頻特征與信號的分解實驗?zāi)康倪M(jìn)一步掌握信號分解的方法；熟習(xí)RLC串連諧振電路的選頻特征；實驗數(shù)據(jù)及剖析表2-1-1RLC串連選頻基波

二次諧波

三次諧波

四次諧波

五次諧波

六次諧波

七次諧波頻次

2.778

5.553

8.329

13.885

13.884

0

19.442KHz）幅值1070.090.8282.040.3108.0075.2mv）由表中數(shù)據(jù)能夠比對出：1，3，5，7次諧波的頻次之比為：2.778：8.329：13.884：19.442=1：2.998：4.999：6.999是與傅里葉級數(shù)相切合的。同時能夠比對出：其電壓幅值之比：1070.0：282.0：108.0：75.2=1：0.2636：0.101：0.070電壓的幅值之比不是完整切合要求，可是大概上能知足要求。造成這一狀況的原由可能是在丈量幅值的過程中存在著擾亂，實驗中存在必定偏差。3.2，4，6次諧波的幅度較其余次諧波的幅度比較相對較小，基本知足幅度為0的估計。造成這一情況的原由也應(yīng)當(dāng)是在幅值的丈量過程中存在的擾亂所致。表2-1-2李薩如圖形Ⅰ-ⅢⅠ-ⅤⅠ-ⅤⅠ-ⅦⅤⅢ-ⅤⅢ-ⅦⅤ-ⅦⅠ-ⅠⅠ-ⅢⅠ-ⅦⅢ--ⅦⅤ-Ⅶ??1357577??????335??12.9984.9996.999577??≈≈≈??335圖形圖形見下李薩如圖Ⅲ-Ⅶ李薩如圖Ⅰ-Ⅶ李薩如圖Ⅲ-Ⅴ李薩如圖Ⅴ-Ⅶ李薩如圖Ⅰ-Ⅰ李薩如圖Ⅰ-Ⅴ李薩如圖Ⅰ-Ⅲ表2-1-3電感消耗電阻的丈量UAB（V）UR1(V)RL（kΩ）f08.83.60043.33f08.80.960245.05f08.80.464539.07f08.80.2561001.3計算出的對應(yīng)不一樣頻次的RL如上表所示，能夠看出不一樣頻次的RL是不一樣的，這可能是由于趨膚效應(yīng)的影響所致。實驗總結(jié)剖析及思慮題思慮題a．在RLC電路中，若改變電阻R1使電路的Q變化，那么串連諧振電路的選頻效應(yīng)有什么變化，并說明Q的物理意義。Q為電路的質(zhì)量要素，如改變電阻R1使電路的Q發(fā)生變化，那么諧振電路的選頻效應(yīng)也會有相應(yīng)的變化，當(dāng)Q增大時，諧振的通頻帶寬度就會減小，所以選頻的寬度也會減小。b．證明在方波的合成過程中，方波的振幅與基頻的振幅之比為1:(4/π)。?隨意一個知足狄利克雷條件的周期為T的函數(shù)f(t)都能夠表示為傅里葉級數(shù)，而且有：能夠看出基波的振幅為4um/π，能夠得出，方波的振幅和基頻的振幅之比1:(4/π)。c．簡述李薩如圖形的主要用途。李薩如圖能夠用來大概判斷合成圖形的X，Y方向的正弦運動的頻次之比。由此能夠依據(jù)已知的一個輸入頻次求另一待測頻次剖析剖析比較RLC串連諧振電路和有源帶通濾波器的選頻特征有何差別。RLC串連諧振電路的選頻主假如依據(jù)基頻信號來選擇的，一般進(jìn)行的傅里葉分解獲得的各階次諧波的頻次都是基頻的整數(shù)倍，所以RLC串連諧振電路的頻次是失散散布的。有源帶通濾波器選出的頻次是必定范圍的，所以有源帶通濾波器選出的頻次是必定范圍內(nèi)連續(xù)散布的。實驗二周期電信號的分解與合成1.實驗?zāi)康?，認(rèn)識常用周期信號的傅里葉級數(shù)的表示，掌握串連諧振電路和帶通濾波器選頻電路構(gòu)成的濾波電路，以修建周期電信號諧波的分解電路；2，學(xué)慣用加法器實現(xiàn)對各次諧波信號的疊加；2.實驗數(shù)據(jù)表2-2-1分解后各次諧波的頻次和幅值全波方波幅值（V）直流重量DC-47.2-1.83基波f01.42202二次諧波2f059.68.64三次諧波3f4.2468.00四次諧波4f013.818.6五次諧波5f01.5641.2六次諧波6f5.5611.20頻次（HZ）直流重量DC00基波f010049.98二次諧波2f099.8100三次諧波3f1001500199.73200.1四次諧波4f0五次諧波5f0200249.9六次諧波6f0300300表2-2-2不加5次及以上的諧波全波方波幅值（V）56.4192頻次（HZ）10050全波圖形方波圖形表2-2-3加5次諧波全波半波幅值（V）55.6176頻次（HZ）10050全波圖形：方波圖形實驗總結(jié)剖析實驗結(jié)果方涉及其分解后所得的基波和各次諧波的波形分解后所得的波形分別以下列圖所示此中黑線為基波，紅線為二次諧波，橘紅線為三次諧波，黃線為四次諧波，藍(lán)線為五次諧波，綠線為六次諧波。棕色為合成的方波波形。頻譜圖則以下列圖所示：將所得的基波和三次諧涉及其合成的波形繪制在同一坐標(biāo)紙上將所獲得的波形以下，此中黑線為基波，黃線為三次諧波，藍(lán)線為合成波形：將所得的基波、三次諧波、五次諧涉及三者合成的波形一起繪制在同一坐標(biāo)紙上，和上邊合成的波形進(jìn)行比較所得的各個波形以下列圖所示：圖中黑線為基波，黃線為三次諧波，藍(lán)線為五次諧波，綠線為合成的波形，和上一圖進(jìn)行比較，我們能夠發(fā)現(xiàn)，加入的諧波階次越多，則合成的波形越靠近方波。實驗剖析剖析理論合成的波形與實驗觀察到的波形之間產(chǎn)生偏差的原由。產(chǎn)生偏差的原由有：實質(zhì)丈量的波形存在著幅值和相位的撥動，造成合成波形的偏差；實質(zhì)丈量的精度有限，對擾亂的清除能力不強；思慮題什么樣的周期性函數(shù)沒有直流重量和余弦項？周期性函數(shù)為奇函數(shù)時沒有直流重量和余弦項。實驗三BPF帶通濾波器幅頻特征研究實驗?zāi)康恼J(rèn)識帶通濾波器的工作原理和幅頻特征；實驗數(shù)據(jù)表2-3-1二階壓控電壓源帶通濾波器序號12345678910F(HZ749.7802.6848.2900.9999.01100.01200.01300.01326.01348.0)U1(V)2.642.642.642.642.642.642.642.642.642.64U0(V)4.004.084.244.524.925.245.325.325.325.28A(s)1.521.551.611.711.861.982.022.022.022.00序號11121314151617181920F(HZ1401.01506.01608.01701.01805.01905.02008.02096.02141.02198.0)U1(V)2.642.642.642.642.642.642.642.642.642.64U0(V)5.204.924.724.484.163.923.723.563.483.36A(s)1.971.861.791.701.581.481.411.351.321.27表2-3-2文氏橋有源帶通濾波序號12345678910F(HZ)806.0849.0901.0949.0978.51002.01049.01103.01151.01202.0U1(V)2.642.642.642.642.642.642.642.642.642.64U0(V)3.323.523.763.964.164.204.444.644.845.01A(s)1.261.331.421.501.581.591.681.761.831.90序號11121314151617181920F(HZ)1302.01399.01499.01592.01647.01748.01852.01953.02155.02352.0U1(V)2.642.642.642.642.642.642.642.642.642.64U0(V)5.205.365.445.365.285.124.964.804.324.00A(s)1.972.032.062.032.001.941.881.821.641.52序號212223F(HZ)2545.02571.02597.0U1(V)2.642.642.64U0(V)3.683.603.52A(s)1.391.361.33實驗數(shù)據(jù)剖析二階壓控電壓源帶通濾波器幅頻特征曲線依據(jù)表格2-3-1數(shù)據(jù)繪制二階壓控電壓源帶通濾波器幅頻特征表曲線，以下列圖所示。依據(jù)曲線能夠計算出，其特點頻次為1310Hz，下截止頻次為720Hz，上截止頻次為1980Hz，通頻帶寬度為1260Hz。文氏橋有源帶通濾波幅頻特征曲線依據(jù)表格2-3-2數(shù)據(jù)繪制文氏橋有源帶通濾波幅頻特征表曲線，以下列圖所示。依據(jù)曲線能夠計算出，其特點頻次為1500Hz，下截止頻次為900Hz，上截止頻次為2400Hz，通頻帶寬度為1500Hz。影響帶通濾波器的帶寬和選擇性的要素1.二階壓控電壓源帶通濾波器影響其選擇性的要素也即影響其特點角頻次的要素，即其R和C的值大??；通帶寬度的因素為其特點角頻次和質(zhì)量要素Q的大小，質(zhì)量要素Q由Rf和R1的大小決定；2.文氏橋有源帶通濾波器影響其選擇性的要素也即影響其諧振頻次的要素，為R和C的大小，影響其通帶寬度的因素為其諧振頻次和質(zhì)量要素Q的大小，質(zhì)量要素由R3和Rf決定；思慮題濾波器參數(shù)的改變，對濾波器有何影響；2.

濾波器參數(shù)的改變直接影響了濾波器的中心角頻次（諧振頻次）和質(zhì)量要素Q，所以也會影響到濾波器的帶寬和選擇性要素。求出本實驗頂用R3表示的Q的表達(dá)式，剖析R3對Q的影響，進(jìn)而對帶通濾波器的幅頻響應(yīng)的影響；????Q=1+??3所以R3增大時，Q會減小，在諧振頻次不變的狀況下，通帶寬度會增大。實驗四非正弦周期信號的傅里葉級數(shù)合成實驗?zāi)康氖炝?xí)方波和三角波等非正弦信號的傅里葉睜開式；掌握用諧波電源獲得一個非正弦周期信號的方法；實驗數(shù)據(jù)及剖析方波的合成基波基波和三次諧波合成基波，三次諧波和五次諧波合成基波基波和三次諧波合成基波，三次諧波，五次諧波合成剖析比較實驗剖析能夠看出，三角波合成的成效較好，可是方波合成的成效一般，在方波的峰值處存在著不一樣程度的失真。理論方波和三角波和三角波的圖形以下：原由剖析比較三角波和方波的傅立葉睜開式能夠發(fā)現(xiàn)：三角波的基波，三次諧波，五次諧波在三角波的合成中已經(jīng)占有了較大的成分，六次諧波此后幅值對合成三角波的波形影響較小，所以三角波合成失真不大；而方波的五次諧波此后的波形幅值較大，且符號都為正，所以方波合成失真較大。減小失真能夠經(jīng)過合成更多次諧波來實現(xiàn)。思慮題a．此模塊只好進(jìn)行哪些周