南邮实验一第4次课(幅频相频、RLC谐振).ppt

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1、电工电子实验一第4次课网络的幅频相频特性P55串联谐振电路P60一、串联谐振电路P60右图是RLC串联电路的频域表示。US是正弦交流电压，作为电源的负载阻抗Z=R+j[ωL－1/(ωC)]，是角频率ω的函数。回路电流I与输入信号的频率关系曲线称为串联谐振特性曲线，如图下图所示。f0fR大R小II00.707I0f1f2特性曲线可见，回路电流I随输入信号频率的改变而变化。RLC串联电路谐振时（ω=ω0），I达到最大值I=I0，且与输入电压同相。此时的频率f0称为谐振频率。对应I=0.707I0的频率称为半功率点频率，分别为f1，f2。

2、半功率点的电压与电流相位差为45°串联谐振电路原理电路串联谐振时有如下特点：1．感抗等于容抗：XL0－XC0=02．谐振频率：ω0=1/f0=1/(2π)3．等效阻抗最小且为纯电阻：Z0=R4．回路电流最大：I0=US/R5．L和C上的电压：UC0=UL0=QUS6．电路Q值：Q=ω0L/R=1/(ω0RC)=/R=f0/(f2－f1)7．通频带：B=f2－f1=f0/Q=R/(2πL)串联谐振电路原理1、测量谐振频率f0:调整信号源频率，根据谐振时回路电流最大，即电阻R上电压UR最大，找出谐振频率f0。即：正弦波监测US=0.5V

3、测量接线图一调整信号源频率时一方面注意观察毫伏表读数是否为最大值，同时注意保持（调信号源电压幅度）示波器读数US=0.5V。串联谐振电路测量2、测量谐振频率f’0和电阻R的电压UR0:调整信号源频率，根据谐振时回路电流与输入电压同相，找出谐振频率f’0。即：正弦波测量接线图二连接示波器CH2。调整信号源频率时一方面注意观察示波器显示的两路正弦波是否同相，同时注意保持示波器读数US=0.5V。两条件同时满足时，信号发生器的频率即为f’0，毫伏表的读数即为UR0。串联谐振电路测量监测US=0.5V3、测量半功率点频率f1和f2:测量接线

4、图二，降低信号源频率（小于f0），一方面使示波器显示的两路正弦波相位差为45º，同时注意保持示波器读数US=0.5V。两条件同时满足时，信号发生器的频率即为f1，(此时毫伏表的读数应为0.707×UR0)。升高信号源频率（大于f0），一方面使示波器显示的两路正弦波相位差为45º，同时注意保持示波器读数US=0.5V。两条件同时满足时，信号发生器的频率即为f2，(此时毫伏表的读数应为0.707×UR0)。串联谐振电路测量正弦波测量接线图三4、测量谐振时电容C的电压UC0:将测量接线图二改接三根连线（如测量接线图三中绿线），毫伏表的读数

5、即为UC0(毫伏表需换档)。串联谐振电路测量5、测量谐振时电感L的电压UL0:正弦波测量接线图四将测量接线图三改接两根连线（如测量接线图四中紫线），毫伏表的读数即为UL0。串联谐振电路测量6、验证Q值：根据教材P60中Q值的计算公式，将前面相关实测数据代入公式计算Q值，理论上两个Q值应相等。若误差大于10%，应考虑前面的测量数据可能有误，应分析出错的原因并重测数据。串联谐振电路测量7、测量并记录表3.13各频率下的VRt：接线如测量接线图二，在2kHz～30kHz频率范围内从低到高依次改变频率，用毫伏表测量并记录各频率下的URt，计

6、算I值。为了保证测量数据有效，每次改变信号源频率后都需重调信号源输出电压幅度，使示波器读数US=0.5V。串联谐振电路测量1.如果f0和f0’不等，且误差较大，你认为哪个更准确?为什么?f0’更准确。因为f0是观察交流毫伏表指针摆起最大时所对应的那个频率，这样人为的目测并不是很准确。再加上本电路的Q值不是很大，所以谐振点的电压最大值看的并不是那么清晰。而双迹法观察所得比较的直观，波形重合时就是相位差为0，此时对应的频率就是谐振点。思考题2.串联谐振时，URt0为什么不等于Us?理论上是相等的，但是实际上不是，原因是电感上的绕线电阻

7、与串联电路相比不可忽略，绕线电阻分压了。思考题3.分析电路中R的大小对Q值的影响。Q值的大小对通频带B及I—f串联谐振曲线形状的影响。R增大：不影响fo；Q变小；B变宽；I—f串联谐振曲线变矮胖R减小：不影响fo；Q变大；B变窄；I—f串联谐振曲线变瘦高思考题4.可以根据半功率点URt=0.707URt0的结论，用交流毫伏表测量电压的方法确定半功率点的频率。简要叙述测试方法。调节频率，保证Us=0.5V，找到URt=0.707URt0的两个半功率点思考题实验报告要求实验名称；实验目的；实验仪表（应写明具体型号）；实验原理及实验

8、电路图；实验数据：整理各项测试内容的实验数据和串联谐振曲线，分析实验结果和误差原因；实验小结：总结实验的情况，实验的收获和体会。