實驗十 串聯(lián)諧振電路的頻率特性測試

實驗十串聯(lián)諧振電路的頻率特性測試一、實驗目的1、1、掌握諧振頻率及品質(zhì)因素的測量方法；2、2、掌握實驗曲線的測量與作圖技巧；3、3、了解頻率特性，加深對諧振電路特性的認識；4、4、了解諧振電路的選頻特性、通頻帶及其應用。二、實驗原理：(cLjRZωω-+=即復阻抗是激勵電源角頻率的函數(shù)。根據(jù)諧振電路的定義，當復阻抗虛部為0時，即1(cLjωω-=0或Lω=cω1就產(chǎn)生諧振，這時的角頻率稱為諧振角頻率，記作ω0，且ω0=LC1，并且稱阻抗ω0L或c01ω為電路的特性阻抗，記作P，特性阻抗與電阻R的比值稱作該一端口網(wǎng)絡電路的品質(zhì)因素，記作Q。即CLRRLRPQ10===ω2、R、L、C、串聯(lián)電路諧振時，電路的阻抗最小，電路的電流達到最大值，該值的大小取決于一端口網(wǎng)絡的等效阻值，與電感和電容的值無關，即RUIo=3、諧振時，若電容或電感兩端電壓已知，便可計算品質(zhì)因數(shù)。若用毫伏表測量此電壓，要注意將表懸浮地。在RLC串聯(lián)電路中，有2)1(CLRUIωω-+=20(11ηη-+=QII這就是通常所謂的通用諧振曲線，從圖中曲線看出，Q值越大，曲線就越尖，Q值越小，曲線就越平坦。3、R、L、C串聯(lián)諧振電路的選頻特性。在通用諧振曲線的幅值下降至峰值的0.707倍時所對應的頻率稱為截止頻率fc。幅值大于峰值的0.707倍所對應的頻率范圍稱為通帶寬。如果小于諧振頻率的截止頻率用fc1表示，大于諧振頻率的截止頻率用fc2表示，則通帶寬f。?為Qffffcc012=-=?4、R、L、C串聯(lián)諧振電路諧振時，電路的電流最大，同時電感與電容上的電壓有效值相等，相位相反，電抗壓降等于零。如果一端口網(wǎng)絡電阻值很小，即Q>>1，則電感或電容上的的電壓將遠遠大于外施電壓。諧振電路的這一特性常被用于選頻濾波，同時在工程技術上也要防止諧振產(chǎn)生的高壓擊穿電氣絕緣，造成人身傷害和損壞儀器。三、實驗任務1、1、調(diào)節(jié)信號源頻率，觀察UR的變化，確定電路的諧振頻率點f0=2、2、調(diào)節(jié)VUs5.2≈，測量在不同輸出頻率下的uR、uC、uL和us，并觀察uC和us相位，數(shù)據(jù)記入下表。測定傳遞函數(shù)的幅頻特性，即：((ωωjUjUsR((ωωjUjUsl((ωωjUjUcs其中Us為外施電壓（信號源輸出電壓），RU、lU、Uc分別為電阻器、電感器、電容器上的電壓。根據(jù)1測得的f0值，以f0為中心向左右擴展，并畫出幅頻特性曲線。實驗過程中要注意Us的變化，調(diào)節(jié)信號源輸出幅值保持Us基本不變。3、3、將電阻R增大到1kΩ左右，再測上述各幅頻特性，畫出曲線，與任務1比較，觀察品質(zhì)因素Q與幅頻特性曲線的關系。4、4、根據(jù)任務1的測量數(shù)據(jù)，畫出通用諧振曲線。四、實驗設備1、1、信號源2、2、動態(tài)實驗單元3、3、寬頻帶電壓表4、4、示波器五、實驗報告要求1、1、實驗測量諧振曲線時，要求在諧振點左右各測8個點以上，在諧振點附近測試點應密一些，曲線的最小幅值應小于最大峰值的0.1以下，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。2、2、畫出諧振曲線并標出截止頻率。3、3、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定電路的品質(zhì)因素、通頻帶寬，并和理論計算相比較，分析誤差產(chǎn)生的原因。六、預習與思考1、1、可用那些方法來判斷電路處于諧振狀態(tài)？2、2、實驗時我們用寬頻帶電壓表來測量電壓而不是用電流表來測量電流，試問為什么？3、3、通帶寬Qffffcc012=-=?，試根據(jù)定義