實(shí)驗(yàn)三 RLC諧振電路仿真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)三RLC串聯(lián)諧振電路仿真實(shí)驗(yàn)一、目的理解RLC串聯(lián)諧振電路的原理。二、內(nèi)容通過仿真實(shí)驗(yàn)，熟悉RLC串聯(lián)諧振電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。研究電路的頻率特性（即幅頻特性和相頻特性）。三、步驟1.按下圖建立實(shí)驗(yàn)電路。圖12.測(cè)量電路諧振時(shí)的I0，VR，VL,VC,Q打開仿真開關(guān)，用連接在電路中的雙蹤示波器分別測(cè)量激勵(lì)電壓源VS和電阻R兩端的電壓。在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，調(diào)整激勵(lì)電壓源VS的頻率，并注意觀察激勵(lì)電壓源VS和電阻兩端的電壓波形，當(dāng)激勵(lì)電壓源VS和電阻R兩端的電壓波形同相，即端口電壓和電流波形相位相同時(shí)，電路即發(fā)生了串聯(lián)諧振。將此時(shí)的波形圖黏貼在下方。并且在電路諧振的情況下，用示波器分別測(cè)量電感L和電容C兩端的電壓值；將測(cè)量的電感L（或者電容C）兩端的電壓值除以電阻R兩端的電壓值，換算出電路的Q值；用串接在電路中的電流表測(cè)量電路中流過的電流I0，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表1中。表1f0/HzVR/VVL/VVC/VQI0/A理論計(jì)算值仿真測(cè)量值3.測(cè)量電路的諧振頻率，幅頻特性和相頻特性。當(dāng)正弦激勵(lì)的頻率不同時(shí)，同一電路的響應(yīng)也會(huì)有所不同。頻率的量變可以引起電路的質(zhì)變，這是動(dòng)態(tài)電路本身特性的反映。在正弦穩(wěn)態(tài)下，電路響應(yīng)與頻率的關(guān)系稱為頻率響應(yīng)。對(duì)相量模型（如圖2所示），在單一激勵(lì)的情況下，網(wǎng)絡(luò)函數(shù)定義為：其中稱為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的幅頻特性，稱為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的相頻特性。圖2電路的任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的幅頻特性和相頻特性都可以稱為在指定輸入和輸出下的頻率響應(yīng)。圖3所示的是某電路的幅頻特性。當(dāng)輸出電壓降低到輸入電壓或最大值輸出電壓的0.707即時(shí)，由于功率與電壓平方成正比，功率將降低。因此稱為半功率點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頻率半功率點(diǎn)頻率，分別稱為上限截止頻率fh、下限截止頻率fL。而BW=fh-fL稱為通頻帶。圖3用雙蹤示波器測(cè)量激勵(lì)電壓源VS和電阻R兩端的電壓時(shí)，移動(dòng)示波器面板游標(biāo)，通過測(cè)量諧振時(shí)電阻R兩端電壓信號(hào)的周期即可測(cè)量電路的諧振頻率。測(cè)得諧振頻率為＿＿。也可以使用連接在電路中的波特圖儀測(cè)量電路的諧振頻率。測(cè)得諧振頻率為＿＿。（波特圖儀的使用請(qǐng)參考書P83-85頁，諧振電路的測(cè)試見P115-P117頁）將波特圖儀測(cè)得的幅頻特性和相頻特性黏貼在下方。3.測(cè)量不同Q值時(shí)的VR,VL,VC的幅頻特性，相頻特性以及通頻帶。在其他電路參數(shù)不變的情況下，調(diào)整電阻R的大小。用示波器測(cè)量電阻R兩端的電壓值，電感L和電容C兩端的電壓值，Q值；用串聯(lián)在電路中的電流表測(cè)量電路中流過的電流I0；用波特圖儀或者M(jìn)ultisim10中的交流分析功能測(cè)量諧振電路的通頻帶。將電路圖中的電阻R從1Ω調(diào)整為10Ω，用示波器測(cè)量R兩端的電壓值，電感L和電容C兩端的電壓值；將測(cè)量的電感L（或者電容C）兩端的電壓值除以電阻R兩端的電壓值，換算出電路的Q值；用串聯(lián)在電路中的電流表測(cè)量電路中流過的電流I0，并將數(shù)據(jù)填入表2中。并且將波特圖儀測(cè)得的幅頻特性和相頻特性黏貼在下方。將電路圖中的電阻R從10Ω調(diào)整為100Ω，重復(fù)1）中的步驟，填寫表2，并且將波特圖儀測(cè)得的幅頻特性和相頻特性黏貼在下方。表2R/Ωf0/HzVR/VVL/VVC/VQI0/mA10100將電路圖中的電阻R從100Ω調(diào)整為10Ω，單擊界面菜單“Simulate/Analyses/ACanalysisi”按鈕(交流分析,具體參考書P44頁)，在彈出的對(duì)話框Verticalscale設(shè)置縱坐標(biāo)刻度選項(xiàng)中，選擇Decibel（分貝）選項(xiàng)，在Output選項(xiàng)中，選擇待分析的輸出電路節(jié)點(diǎn)V[5]。在啟動(dòng)的交流分析參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)定相關(guān)參數(shù)，單擊“Simulate”仿真按鈕，即可得到對(duì)應(yīng)的幅頻特性曲線和相頻特性曲線；將測(cè)得的幅頻特性和相頻特性黏貼在下方。移動(dòng)幅頻特性曲線上的游標(biāo)至縱坐標(biāo)最大值下降3dB位置，可以得到下限頻率fL和上線頻率fH，并由此計(jì)算RLC串聯(lián)諧振電路的通頻帶Δf=fH-fL,填寫表3.將電