电路频率特性的研究

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1、东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电路实验第五次实验实验名称：电路频率特性的研究院（系）：专业：姓名：学号：实验室:实验组别：同组人员：实验时间：09年12月23日评定成绩：审阅教师：电路频率特性的研究一、实验目的1.掌握低通、带通电路的频率特性；2.应用Multisim软件测试低通、带通电路频率特性及有关参数；3.应用Multisim软件中的波特仪测试电路的频率特性。二、实验原理(一)：网络频率特性的定义在正弦稳态情况下，网络的响应向量与激励向量之比称为网络函数。它可以写为由上式可知，网络函数是频率的函数，其中网络函数的模与频率的关系称为幅频特性，网络函数

2、的相角与频率的关系称为相频特性，后者表示了响应与激励的相位差与频率的关系。(二)：网络频率特性曲线1）一阶RC低通电路网络函数：其模为：辐角为:显然，随着频率的增高，

3、H(jω)

4、将减小，这说明低频信号可以通过，高频信号被衰减或抑制。当ω=1/RC，,即U0/Ui=0.707.通常把U0降低到0.707Ui时的频率f称为截止频率f0.即2)二阶RLC带通电路相频特性曲线：（1）当f=f0时，j=0，电路阻性,产生谐振。（2）当f>f0时，j>0，电路呈电感性。（3）当f

5、时，，，即纯电感和理想电容两端的电压相等。显然，谐振频率仅与元件参数LC的大小有关，而与电阻R的大小无关。谐振时电感或电容两端电压与电源电压之比值用品质因数Q表示，即：可见，当L,C一定时，改变R值就能影响电路的选频特性，即R越小，Q越大，幅频曲线越窄，选频特性越好。为了具体说明电路对频率的选择能力，规定幅频特性曲线的所包含的频率范围定义为电路通频带，用BW表示.时的频率分别称为上限频率f2及下限频率f1，则通频带.显然，越小，曲线的峰就越尖锐，电路的选频性能就越好。Q值与BW得关系为：当电路的通频带大于信号的频带宽度时，对于信号不产生失真有利，即传送信号的保真度高

6、，但电路的选频性变差。总之，品质因数越高的电路，其通频带越窄，选频特性越好。3）二阶RLC低通电路（三）关于作图为使频率特性曲线具有通用性，常以作为横坐标。但是在绘制频率特性曲线时，往往由于涉及的频率范围较宽，若采用均匀分度的频率坐标，势必使低频部分被压缩，而高频部分又相对展得较宽，从而使所绘制的频率特性曲线在低频段不能充分清晰地展示其特点。若采用对数分度的频率轴，就不会出现这种情况。对数坐标是将轴按对数规律进行刻度，并非对频率取对数。三．实验内容1．测试一阶RC低通电路的频率特性建立电路图如下所示：测试电路的截止频率f0:使垂直坐标读数接近0.707,交点处水平坐

7、标的读数即为f0的数值。f0=144.728KHZf0对应的相角=-44.582分析：f0理论值为=与实际测得的f0=144.728KHZ相差很小，可见，实验做得比较准确，Multism软件的模拟能力很强。分别测试0.01f0,0.1f0,0.5f0,5f0,10f0,100f0点所对应的和的值，列出表格记录如下：频率0.01f00.1f00.5f0F05f010f0100f0频率比f/f00.010.10.51510100Log(f/f0)-2-1-0.300.712网络函数模0.999950.9950.8940.7070.1960.09950.00998对应相位

8、角-0.572-5.705-26.566-44.582-78.689-84.288-89.427作出其幅频特性和相频特性图如下：从用EXCEL拟合所测得点所得的曲线上看，与Multism显示吻合，说明测量方法及处理没有问题，且与前原理部分的理论曲线吻合，说明Multism模拟正确。1．测试二阶RLC带通电路的频率特性和品质因数由前原理知：谐振频率f0理论值为：品质因数：1)R=50实验方法同前,测得：谐振频率f0=33.991KHZ;上限截止频率f下=30.179KHZ;下限截止频率f下=38.15KHZ=(38.15-30.179)KHZ50.083KHZ=又Q理

9、论值可见测量很准确。记录表格如下：频率0.001f00.01f00.1f00.5f0f下F0F上5f010f0100f01000f0频率比f/f00.0010.010.10.50.88811.1225101001000Log(f/f0)-3-2-1-0.3-0.0500.050.7123网络函数模00.0020.0240.1550.70710.7070.04870.02360.0020对应相位角89.98789.86688.64381.18144.909-0.054-44.923-87.21-88.646-89.866-89.987作出其幅频特性和相频特性图如下