《電路與電子技術(shù)仿真與實(shí)踐》課件實(shí)驗(yàn)1.5 RLC串聯(lián)諧振電路

電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.5RLC串聯(lián)諧振電路

二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)

1.設(shè)計(jì)一個(gè)諧振頻率約為11kHz，品質(zhì)因數(shù)分別為4和2的RLC串聯(lián)諧振電路。要求：

（其中L為30mH）熟悉串聯(lián)諧振電路的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，掌握測定串聯(lián)諧振電路參數(shù)的方法。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐瓿蒕=4、Q=2的電路諧振曲線I=f(f

)的測試，分別記錄諧振點(diǎn)兩邊各四至五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(包括諧振頻率fo、上限頻率fH、下限頻率fL的測試)，計(jì)算通頻帶寬度。用實(shí)驗(yàn)數(shù)控智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、XD04掛箱中電阻、電容、電感等電路、晶體管毫伏表、導(dǎo)線。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)據(jù)說明諧振時(shí)電容兩端電壓UC與電源電壓US之間的關(guān)系，根據(jù)諧振曲線說明品質(zhì)因數(shù)Q的對(duì)曲線的影響。四、實(shí)驗(yàn)原理步驟諧振現(xiàn)象是正弦穩(wěn)態(tài)電路的一種特定的工作狀態(tài)。對(duì)于RLC串聯(lián)諧振電路，當(dāng)電路的電抗X=ωoL-=0，電流i與電源電壓u同相時(shí)，發(fā)生串聯(lián)諧振，這時(shí)的頻率1、電抗X=0，電流i與電源電壓u同相。3、電容電壓與電感電壓的模值相等。電容與電感既不從電源吸收有功功率，也不吸收無功功率，而是在它們內(nèi)部進(jìn)行能量交換。2、阻抗模達(dá)到最小，即=R，電路中電流有效值I達(dá)到最大Io

。為串聯(lián)諧振頻率fo，其大小為。串聯(lián)諧振時(shí)有以下特點(diǎn)：4、諧振時(shí)電容或電感的電壓與電源電壓之比為品質(zhì)因數(shù)Q=。

因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室沒有測量高頻電流的電流表，無法通過電流表測量串聯(lián)電路諧振時(shí)電路中電流的最大值的諧振方法來確定諧振點(diǎn)，而是間接地通過晶體管毫伏表測量電壓的方法來實(shí)現(xiàn)。即保持信號(hào)發(fā)生器交流電壓值不變，只改變它的頻率，通過晶體管毫伏表監(jiān)測RLC串聯(lián)電路中電阻兩端的電壓達(dá)到最大值得到諧振點(diǎn)，此時(shí)的頻率即為串聯(lián)諧振頻率f。。在滿足串聯(lián)諧振的條件下，諧振時(shí)電源頻率為

fo=，將已知條件代入式中，得到電容參數(shù)，根據(jù)特點(diǎn)4，計(jì)算不同品質(zhì)因數(shù)Q下，所對(duì)應(yīng)的電阻。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如下：設(shè)計(jì)計(jì)算：其中L為30mH用鎮(zhèn)流器代替UR測量UR

或Uc時(shí)應(yīng)與Us共地為什么?

1、通過數(shù)控智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器送出正弦波，完成Q=2時(shí)的串聯(lián)諧振電路連接。用晶體管毫伏表監(jiān)測電阻R兩端電壓，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器頻率使得R兩端電壓值達(dá)到最大URO

，記錄此時(shí)URO的值，通過Io=得到諧振電流Io，諧振頻率fo就是此時(shí)信號(hào)發(fā)生器頻率值，同時(shí)測量電源電壓Us，電容電壓Uc

。說明此時(shí)Uc與Us之間關(guān)系，驗(yàn)證Q=2值。步驟:頻率改變時(shí)要保持電壓幅值不變

2.繼續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，保持電源電壓Us不變，使電阻兩端電壓在0.5URO～0.8URO之間變化，記錄對(duì)應(yīng)的頻率f

、找出上、下限頻率fH和fL

，算出通頻帶寬度。f(kHz)

fLfo

fHUR(V)0.5UR00.6UR00.707URO0.8UR0UR00.8UR00.707UR00.6UR00.5UR0I(mA)0.707IoIo0.707IoUs(V)保持電源電壓值不變Uc(V)//I=f(f)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.設(shè)計(jì)和說明實(shí)驗(yàn)電路和參數(shù)，畫出表格，簡要寫出實(shí)驗(yàn)的步驟。

2.分別記錄Q=2和Q=4時(shí)，電源Us和諧振頻率fo，并記錄諧振時(shí)電阻兩端電壓URO、電容兩端電壓Uc，用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明諧振時(shí)Uc

與Us之間關(guān)系,并與理論值比較。

3.改變電阻R值，同步驟1和2的方法一樣，完成Q=4時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄(表格同上）。4.說明Q值的不同對(duì)I=f(f)曲線的影響。完成思考題

。六、注意事項(xiàng)

本實(shí)驗(yàn)測交流電壓有效值應(yīng)由晶體管毫伏表測得。

注意測電阻兩端電壓UR和電容兩端電壓Uc時(shí)應(yīng)分別與信號(hào)發(fā)生器輸出Us共地。

3.分別記錄Q=2和Q=4時(shí)，輸入電源頻率的變化對(duì)電阻兩端電壓的影響，完成兩個(gè)表格的記錄，找出上、下限頻率fH和fL，求出通頻帶寬度。畫出在兩個(gè)不同Q值時(shí)I(=)與f

關(guān)系曲線I=f(f)

。數(shù)控智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器開機(jī)默認(rèn)為正弦波，頻率1KHz輸出A口(模擬信號(hào))B口(數(shù)字信號(hào))※操作“A口”及“波形”鍵、

“B口/B↑”(B口/B↓)及“波形”鍵，選擇波形輸出?！础按帧?“中↑”)(“細(xì)↑”)鍵或“粗↓”(“中↓”)(“細(xì)↓”)