實驗七RLC串聯諧振電路

1、RLC串聯諧振電路 1加深理解電路發(fā)生諧振的條件、特點，掌握電路品質因數（電路Q值）、通頻帶的物理意義及其測定方法； 2學習用實驗方法繪制R、L、C串聯電路不同Q值下的幅頻特性曲線； 3熟練使用信號源、頻率計和交流毫伏表。一、實驗目的 1、在圖1（a）所示的R、L、C串聯電路中，當正弦交流信號源的頻率f改變時，電路中的感抗、容抗隨之而變，電路中的電流也隨f而變。取電阻R上的電壓U0作為響應，當輸入電壓Ui維持不變時，在不同信號頻率的激勵下，測出U0之值，然后以f為橫坐標，以U0/Ui為縱坐標，繪出光滑的曲線，此即為幅頻特性，亦稱諧振曲線，如圖1（b）所示。二、實驗原理2、電路諧振的條件、電路諧

2、振的條件1ZRjLCIm0Zj10LC001L C由電阻R、電感L和電容C串聯組成的一端口網絡如圖1所示，該網絡的等效復阻抗是電源頻率的函數。根據諧振的定義，當發(fā)生諧振時，其端口電壓與端口電流同相位。滿足此條件的復阻抗的虛部應該為零，即亦即得到諧振角頻率為，有）處（CLXXLCff210即3、諧振電路的特性、諧振電路的特性電路達到諧振時，XLXc，電路呈純阻性，電路阻抗的模為最小。在輸入電壓Ui為定值時，電路中的電流達到最大值，且與輸入電壓Ui同相位。從理論上講，此時 UiURUO，ULUcQUi，有000011LCUULLQUURCRRC式中的Q 稱為電路的品質因數。在電路的L、C和信號源U

3、s不變的情況下，不同的R值將得到不同的Q值，如圖2所示，Q值越大，曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越好。4、品質因數、品質因數Q的測量方法的測量方法A、一是根據公式 測定，Uc與UL分別為諧振時電容器C和電感線圈L上的電壓。B、另一方法是通過測量諧振曲線的通頻帶寬度ff2f1，再根據 求出Q值。式中fo為諧振頻率，f2和f1是失諧時， 亦即輸出電壓的幅度下降到最大值的0.707倍時的上、下頻率點。 在一個含L或C或既有L又有C的電路中，由于C及L上電壓與電流不同相，那么，這個電路兩端的電壓與電路中的電流一般來說是不同相的，但是，有一個特殊的頻率，當外加電壓的頻率等于這個頻率時，這個電路中的

4、電流與電壓同相，這個頻率就是這個RLC電路的諧振頻率。 5、RLC串聯電路的諧振頻率的意義串聯電路的諧振頻率的意義6、品質因數、品質因數Q的意義的意義 1按圖組成監(jiān)視、測量電路（L為9mH，C為0.22uF），用示波器監(jiān)視信號源輸出的正弦信號并測電壓值，令其輸出有效值等于1V，并保持不變。R分別取51歐和100歐進行測量。三、實驗內容 2找出電路的諧振頻率f。其方法是，將示波器的CH2接在R（51）兩端，令信號源的頻率由小逐漸變大（注意要維持信號源的輸出幅度不變），當U0（電阻R兩端的電壓）的讀數為最大（輸入電壓與R上的電壓沒有相位差）時，讀得頻率計上的頻率值即為電路的諧振頻率f。三、實驗內容

5、CH1CH2+三、實驗內容CH1觀測輸入源信號CH2觀測R上的電壓信號，注意探筆的地要與信號源的接在一起諧振時兩信號同相位三、實驗內容信號源所輸出的信號頻率選擇波形為正弦波CH1觀測輸入源信號三、實驗內容此該應該與信號源的地端相連，并將探筆的接地端相此相接CH2觀測R上的電壓信號注意電阻值的選擇三、實驗內容R上的電壓頻率與信號源的頻率相等此值為諧振時電阻上的電壓有效值CH1為信號源信號；CH2為電阻兩端電壓；諧振時兩信號同相位CH1和CH2上的耦合方式都選擇為“交流”三、實驗內容f (kHz)UO (V)f0= ,Q= , fL= , fH= , fH fL= ,UL (V)= , UC (V

6、)= ,三、實驗內容CH2測量C兩端的電壓用Measure功能測量電壓有效值在測量UL以及UC時，CH1不可再與信號源相接，即不再測量信號源三、實驗內容CH2測量C兩端的電壓三、實驗內容CH2測量L兩端的電壓不論是CH1還是CH2，探筆上都應該選擇為1X 4A、改變電阻值（R為100），重復上述測量過程； B、在測得諧振點以后，在諧振點兩側，按頻率遞增或遞減200Hz，依次各取8個測量點（即在諧振頻率左右各取8個頻率點進行測量），逐點測出U（即R上電壓的有效值Vrms）之值，記入數據表格。 C、畫出U0隨f變化的變化曲線，分別計算理論的f0和Q，用實測值與理論值相比較，并且在測量Q時，分別用測頻帶的方法，以及測諧振時C與L上電壓有效值的方法得到Q的測量值。 D、R變大后，對比U0隨f變化的變化曲線的變化，以及f0和Q的變化，三、實驗內容f (kHz)UO (V)f0= ,Q= , fL= , fH= , fH fL= ,UL (V)= , UC (V)= , 2找出電路的諧振頻率f。其方法是，將示波器的CH2接在R（51）兩端，令信號源的頻率由小逐漸變大（注意要維持信號源的輸出幅度不變），當U0（電阻R兩端的電壓）的讀數為最大（輸入電壓與R上的電壓沒有相位差）時，讀得頻率計上的頻率值即為電路的諧振頻率f