实验报告_RLC谐振电路.pdf

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1、《电子电路与系统基础实验》实验十一RLC谐振电路的特性与应用实验题目：RLC谐振电路的特性与应用姓名：林霁澜学号：2014011144日期：2015.12.15&2015.12.24第1页《电子电路与系统基础实验》实验十一RLC谐振电路的特性与应用一、实验目的通过实验掌握RLC并联与串联谐振回路的基本特性、主要特性参数，并初步了解其典型应用。二、实验电路图及其说明选频作用是RLC谐振电路的基本特性，在电子电路中有广泛的应用，常用来实现信号的选频放大、自激振荡和滤波等。掌握RLC并联谐振回路和串联谐振回路的特性及其主要特性参数十

2、分重要。考虑到RLC并联谐振回路在实际应用中更为普遍，所以本实验以RLC并联谐振回路作为研究的重点。(1)RLC并联谐振回路图1RLC并联谐振实验电路如图1，虚线方框内的部分为晶体管T及相关的阻容元件组成典型的共射极放大电路，RLC并联谐振回路是其集电极负载。设置合适的静态工作点使晶体管T工作在放大状态，射极电阻RE2是电流取样电阻，引入了较深的电流串联负反馈，使得从集电极看进去的输出电阻很高，所以晶体管的集电极输出电流??便可看成是受输入电压??控制的交流电流源。图1的交流等效电路如上图所示（图中??＝−??）。晶体管集电极

3、电流??即为RLC并联谐振回路的激励电流。第2页《电子电路与系统基础实验》实验十一RLC谐振电路的特性与应用对于RLC并联谐振回路，其阻抗??(??)=??01+??(−)?0??1其中，?=为品质因数，?0==2??0为谐振电路的无阻尼自由振荡频率。?0?√??由此阻抗模与相角随频率变化的关系为：?1

4、?(??)

5、=,?(??)=−arctan?(??−)12??√1+?2(??−)???0进一步可推导出该RLC电路的3dB带宽：??=?而对于图1所示的实验电路，当回路谐振时，输出电压??与激励电流??的相位相同，与晶体管集

6、电极电流??相位相反。假设满足(?+1)??2≫???，???为晶体管基极与发射极之间的动态电阻，则晶体管射极信号电压??近似等于输入电压??，即??≈??=????2≈????2。这说明调节??即可改变??（压控电流源），同时回路的激励电流??可通过测量射极电压??间接获得，即：????=−??2当RLC并联回路谐振时，输出电压??与射极电压??两者相位刚好相反。故RLC并联谐振回路的阻抗可以利用以下公式计算得到：??̇??̇??̇?(??)=≈=−??2??̇??̇??̇−??2阻抗的模和相角分别为：

7、?̇?

8、

9、?(??)

10、

11、=??2

12、??̇

13、?(??)=??−??+?由此可见，RLC并联谐振电路阻抗可以通过测量输出电压??与射极电压??间接得到。(2)RLC串联谐振回路组成的陷波电路：图2RLC串联谐振实验电路第3页《电子电路与系统基础实验》实验十一RLC谐振电路的特性与应用用LC串联谐振回路组成的陷波电路如图2所示，实际上是LC支路的阻抗与电阻R的分压电路。在回路谐振频率上LC支路的阻抗很小，输出电压也很小，而在远离谐振频率各点，LC支路的阻抗较大，输出电压也较大，从而有效地抑制了谐振频率附近的信号，这就是陷波作用。三、预习报告(1)测量RL

14、C并联谐振回路的频率特性（阻抗特性）及主要参数实验电路：图1RLC并联谐振实验电路如图，利用共射级放大电路组成一个压控电流源作为RLC并联谐振回路的激励，于是有如图所示的交流等效电路，集电极输出电流ic与等效交流电路中电流源iS反相。图2RLC并联谐振实验电路交流等效电路而对于RLC并联谐振回路，其阻抗??(??)=??01+??(−)?0?第4页《电子电路与系统基础实验》实验十一RLC谐振电路的特性与应用?1其中，?=为品质因数，?0==2??0为谐振电路的无阻尼自由振荡频率。?0?√??由此阻抗模与相角随频率变化的关系为：

15、?1

16、?(??)

17、=,?(??)=−arctan?(??−)12??√1+?2(??−)???0进一步可推导出该RLC电路的3dB带宽：??=?在实验中测量RLC并联电路的阻抗特性时，采用以下计算公式：??̇??̇??̇?(??)=≈=−??2??̇??̇??̇−??2故阻抗的模和相角分别为：

18、?̇?

19、

20、?(??)

21、=??2,?(??)=??−??+?

22、??̇

23、实验任务：实验电路如图1所示。其中直流电源电压VCC为+12V，调节电位器RW使得晶体管T的ICQ≈1.0mA，输入信号vi为函数信号发生器产生的峰峰值为30mV的正弦

24、交流信号。①测量RLC并联回路的谐振频率fo，并记录谐振时输出电压vo与射极电压ve波形。比较测量结果与理论分析结果，分析两者存在误差的原因。注意：1、对于幅度小噪声明显的波形，可将示波器的通道“带宽限制”打开，测量时用“光标手动测量”；被测信号频率高于200kHz时，探头衰