《关于谐振电路》PPT课件

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1、第20章谐振电路1.实训目的通过仿真实训，加深对谐振电路的理解，了解串联谐振与并联谐振的特点，了解电路品质因数的物理意义，初步掌握串联谐振与并联谐振电路的仿真实验研究方法。2.实训内容1）串联谐振电路的仿真实验研究（技能性仿真实训）。2）并联谐振电路的仿真实验研究（设计性仿真实训）。20.1串联谐振电路的仿真实验研究20.1.1实训目的1）加深对串联谐振电路的理解2）了解串联谐振的特点和电路参数变化对谐振的影响。3）初步掌握串联谐振电路的仿真实验研究方法。20.1.2实训原理谐振电路是由电阻、电感和电容元件组成，通常分为串联谐振和并联谐振两种方

2、式。在RLC串联电路中，当电源频率变化时，电路中的感抗、容抗都随之发生变化，电路中的电流也随着频率的变化而变化。当电流I与电源Us同相时，电路产生谐振。电路谐振时，容抗和感抗相等，电路为纯阻性，且阻抗模最小。激励全部加到电阻上，电阻上的电压达到最大值。可见，谐振频率取决于电路参数L及C，调节L、C或改变信号频率，都可以使电路发生谐振。20.1.3实训指导1）打开工作界面，创建RLC串联谐振电路。2）从基本元件库中选取电阻、电容和电感元件并设定参数，从仪表库中选取波特图仪和双踪示波器，从指示器件库中选用电压表和电流表。3）进行仿真实验，注意观察串

3、联谐振的幅频和相频特性波形。20.1.4实训内容与步骤1.用示波器和波特图仪测试电路如图20-1所示。电路参数：交流电源V1＝1V/1KHZ/0Deg，C1＝270nF，R1＝470Ω，L1＝91mH。图20-1RLC串联谐振仿真实验电路波形观察双踪示波器用来观察谐振电路的电流和电压的波形相位，波特图仪则用来测量电路的幅频和相频特性曲线。从仿真实验中可以看到：当电路发生谐振时，电路呈现纯阻性，外加电压与谐振电流同相位，其波形如图20-2所示。图20-2串联谐振的电流、电压波形幅频与相频观察观察幅频特性和相频特性曲线使用波特图仪，方法是：打开波特

4、图仪面板，运行仿真开关，测试幅频特性，单击Magnitude按钮；测试相频特性，单击Phase按钮；参数均按照面板给出的数值进行设置，如图20-3和图20-4所示。图20-3串联谐振的幅频特性曲线图20-4串联谐振的相频特性曲线2.采样AC分析功能电路如图20-5所示。电路参数：交流电源V1＝1V/1KHZ/0Deg，C1＝270nF，R1＝470Ω，L1＝91mH。图20-5串联谐振仿真实验电路操作步骤1）单击Option/Preferences命令。打开Preferences对话框，在Circuit选项卡中，选中Shownodenames项

5、，电路自动生成节点。2）启动ACAnalyses命令，在ACAnalyses对话框中设定两项：VerticalScale为Liner；OutputVariables为节点3。然后单击Simulate按钮，就会显示出RLC串联谐振电路幅频与相频特性曲线，如图20-6所示。串联谐振的相频与幅频特性曲线图20-6启用AC分析功能显示的幅频与相频特性曲线20.1.5实验研究1）独立设计一种串联谐振电路，并进行仿真实验。2）观察RLC串联电路的幅频特性曲线和相频特性曲线，并加以分析比较。3）如何判断R、L、C串联电路处于谐振状态？4）改变电路的哪些参数可

6、以使电路发生谐振？20.1.6实训报告主要内容：1）实训目的、基本原理、电路图、元器件和所需仪表等。2）实训内容与操作步骤。3）波形观察与分析。4）实验研究结果。5）实训总结。20-1实训项目完机械工业出版社印制*20.2并联谐振电路的实验研究（设计性实训）20.2.1实训目的1）加深对并联谐振电路的理解。2）了解并联谐振的特点和电路参数变化对谐振的影响。3）初步掌握并联谐振电路仿真实验的设计思路和研究方法。20.2.2实训原理并联谐振电路是串联谐振电路的对偶电路，因此，并联谐振可以用串联谐振类似方法进行分析。在RLC并联电路中，当电源频率变化

7、时，电路中的感纳、容纳都随之发生变化，电路中的电流也随着频率的变化而变化。当电流I与电源Us同相时，电路产生谐振。并联谐振时，电路中的电纳为零，电路呈现阻性，电感支路与电容支路的电流有效值相等，即：IL=IC。谐振频率取决于电路参数L及C，调节L、C或改变信号频率，都可以使电路发生谐振。20.2.3实训指导1）打开工作界面，创建RLC并联电路。2）从基本元件库中选用电阻、电容和电感，从仪表库中的选用功率表、示波器。3）进行仿真实验，观察分析相频特性和幅频特性波形。20.2.4实训内容与步骤1.用示波器和波特图仪测试电路如图20-7所示。电路参数

8、：交流电源V1＝1V/1KHZ/0Deg，C1＝1mF，R1＝1Ω，L1＝1mH。图20-7RLC并联谐振仿真实验电路波形观察从仿真实验中可以看到：当