RLC串联谐振电路-电工设计

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1、新疆大学实训（实习）设计报告所属院系：机械工程学院专业：机械工程及自动化课程名称：电工电子学设计题目：RLC串联谐振电路班级：机械10-5班学生姓名：刘祖兵学生学号：20102001230指导老师:吴老师马老师完成日期：2012.7.17实训（实习）设计题目：RLC串联谐振电路设计要求完成的内容：设计一个RLC串联谐振电路。技术指标要求为：串联谐振电路及不同频率下的串联谐振电路，并作出输出波形。测定频率特性使用的元器件要求：RLC等要求：（1）根据设计要求，确定电路的设计方案，估算并初步选取电路的元件参数。（2）选用熟悉的电路仿真软件，搭建电路模型进行仿真分析，由仿真结果进行参

2、数调试、修改，直至满足设计要求。（3）由选取的元件参数，精确计算和复核技术指标要求。（4）满足设计要求后，认真按格式完成课程设计报告。指导教师评语：评定成绩为：指导教师签名：年月日RLC串联谐振电路一．设计目的（1）通过设计性试验，全面掌握电路分析的内容，基本原理和概念。（2）掌握元件模型对基本电路进行建模、分析的方法。二．设计仪器和设备（1）计算机一台（2）Mlutisim电路仿真软件（3）示波器（4）数字万用表三.实验题目（1）设计一R、L、C串联谐振电路，在Multisim软件平台上自选元器件。（2）设计不同频率下的串联谐振电路，并作出输出波形。四.设计原理：1.一个优质电

3、容器可以认为是无损耗的（即不计其漏电阻），而一个实际线圈通常具有不可忽略的电阻。把频率可变的正弦交流电压加至电容器和线圈相串联的电路上。若R、L、C和U的大小不变，阻抗角和电流将随着信号电压频率的改变而改变，这种关系称之为频率特性。当信号频率为f=时，即出现谐振现象，且电路具有以下特性：（1）电路呈纯电阻性，所以电路阻抗具有最小值。（2）I=I。=U/R即电路中的电流最大，因而电路消耗的功率最大。同时线圈磁场和电容电厂之间具有最大的能量互换。工程上把谐振时线圈的感抗压降与电源电压之比称之为线圈的品质因数Q。因为谐振时=，所以。晶体管收音机的调频电路利用了串联谐振现象，它更多地吸收

4、谐振频率电波的能量而极少吸收其他频率电波的能量，这就是通常所说的收音机的选择性。一般希望线圈QW值大一些，是选择性好些。2.在Multisim2001中创建的RLC串联仿真实验电路。其中交流电压源是必须放置的形式信号源用，其幅值和频率的数值对电路的频率特性没用影响，波特图仪用于显示幅频特性曲线。RLC串联电路由电阻R、电感L及电容C串联构成，由于回路的电流I与电阻R两端电压的特性相同，因此选择电阻两端电压作为频率响应测试电量。电阻R、电感L及电容从Multisim的基本元件库中找出，交流电压源从电源信号源库中找出，波特图仪从虚拟仪器栏中找出。元件参数的选取为电感L=21mH、电容

5、C=2uF，电阻R=10Ω，分析电阻大小对品质因数的影响时再改变电阻值。反映电路频率特性的参数有谐振频率、通频带宽BW和品质因数Q，其定义如下：⑴⑵其中，,分别是回路电流由最大值增加和减少3dB时所对应的上限频率和下限频率。⑶其中，五.设计内容1.设计电路自选元器件及设定参数，通过仿真软件观察并确定RLC串联谐振的频率，通过改变信号发生器的频率，当电阻上的电压达到最大值时的频率就是谐振频率。设计RLC串联电路图如下图：串联谐振电路当电路发生谐振时，或 （谐振条件）。其中，C1=2uF,L1=21mH,R1=10Ω，根据公式可以得出，当该电路发生谐振时，频率。RLC串联电路谐振时，

6、电路的阻抗最小，电流最大；电源电压与电流同相；谐振时电感两端电压与电容两端电压大小相等，相位相反。2、用调节频率法测量RLC串联谐振电路的谐振频率在用Multisim仿真软件连接的RLC串联谐振电路，电容选用C1=2uF,电感选用L1=21mH,电阻选用R1=10Ω。电源电压处接低频正弦函数信号发生器，电阻电压处接交流毫伏表。保持低频正弦函数信号发生器输出电压不变，改变信号发生器的频率（由小逐渐变大），观察交流毫伏表的电压值。当电阻电压的读数达到最大值（即电流达到最大值）时所对应的频率值即为谐振频率。将此时的谐振频率记录下来。通过理论计算，此时电路的谐振频率为=776.6Hz六．

7、实验内容与步骤按照下图连接实验电路，使图中的C1=2uF,L1=21mH,R1=10Ω观察谐振现象，找出谐振频率，改变电压输出信号的频率，并分别测量出电阻、电容、电感两端的电压。在谐振左右连续取几组数值，再分别测量相应的和以及。序号123456789f(Hz)2504007007707777848209501150UR(V)0.0740.1450.9022.0912.1212.0811.4130.4950.255UC(V)0.2450.7648.33221.24921.7521.