串聯(lián)諧振電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)三：串聯(lián)諧振電路學(xué)號(hào)：姓名：成績(jī):一、實(shí)驗(yàn)原理及思路RLC串聯(lián)電路如圖7.1所示，改變電路參數(shù)L、C或電源頻率時(shí), 都可能使電路發(fā)生諧振。圖7.1 RLC諧振串聯(lián)電路該電路的阻抗是電源角頻率的函數(shù)1Z R j（仁）（7-1）當(dāng)L0時(shí)，電路中的電流與激勵(lì)電壓同相，電路處于諧振狀態(tài)。諧振角頻率 0，諧振頻率f0 。VLC2 J LC諧振頻率僅與元件L、C的數(shù)值有關(guān)，而與電阻R和激勵(lì)電源的 角頻率無(wú)關(guān)，當(dāng) o時(shí)，電路呈容性，阻抗角 V 0;當(dāng) °時(shí)，電路呈感性, 阻抗角 > 0。1. 電路處于諧振狀態(tài)時(shí)的特性：（1）回路阻抗Zo R , Z°為最小值，整個(gè)回路相當(dāng)于一個(gè)

2、純電阻電路。 回路電路I 0的數(shù)值最大，Io電阻的電壓的數(shù)值最大，Ur Us180°。電感上的電壓 U與電容上的電壓 UC數(shù)值相等，相位相差Ul Uc QUs2. 電路的品質(zhì)因數(shù)Q和通頻帶B電路發(fā)生諧振時(shí)，電感上的電壓（或電容上的電壓）與激勵(lì)電壓之比稱為電路的品質(zhì)因數(shù) q即Ul(0)UsUc( 0)(7-2)定義回路電流下降到峰值的0.707時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率為截止頻率,介于兩截止頻率間的頻率范圍為通頻帶。(7-3)3 諧振曲線電路中電壓與電流隨頻率變化的特性稱頻率特性， 它們隨頻率變 化的曲線稱頻率特性曲線，也稱諧振曲線。在U、R、L、C固定的條件下:R2 (uL C)2Ur RIRu

3、2 1 2R(LC)UcUlLIL =u r2( L 1C)2u1 2R(LC)的諧振曲線，回路電流與電阻電壓 成正比。從圖中可以看到，U的最大 值在諧振角頻率3 0處，此時(shí)U=LL=QJLUC的最大值在3 <30處，Ul圖7.3不同Q值時(shí)電流的頻率特性曲線的最大值在3 >3 0處。注意，只有當(dāng)Q時(shí)，Uc和Ul曲線才出現(xiàn)最大值，否則Uc將圖7.3則表示經(jīng)過(guò)歸一化處理后不同Q值時(shí)的電流頻率特性曲 線。從圖中可以看：Q值愈大，曲線尖峰值愈峻端，其選擇性就愈好, 但電路的通過(guò)的信號(hào)頻帶越窄，即通頻帶越窄。單調(diào)下降趨于0, Ul將單調(diào)上升趨于LS。多次改變交流電源頻率，在軟件及實(shí)驗(yàn)板上分別

4、測(cè)出電容、電阻及電感上的電壓值，電阻電壓隨電源頻率變化的峰值對(duì)應(yīng)的頻率就是諧振頻率。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果1、串聯(lián)諧振電路元件的標(biāo)稱值為 R= 100Q L=4.7mH C=100nF ,計(jì)算電路的諧振頻率、-3db帶寬、品質(zhì)因數(shù)的理論值；02 応f0=7341.27Hz，Q Ul(0) Uc(0)°L 1Us U °RUsC，Q=68.5565。B 乂2、Q，B=107.13Hz.分別用Multisim 軟件（AC仿真、波特表、交流電壓表均可）和測(cè)試電路板（交流電壓表）測(cè)量串聯(lián)諧振電路的諧振曲線、 諧振頻率、-3dB帶寬，用Origin繪圖軟件在同一張圖上繪出仿真和實(shí)際測(cè)試的歸

5、一化諧振曲線（測(cè)量時(shí)注意測(cè)試頻率點(diǎn)致）頻率電阻壓降VR/v歸一化值Multisim電路板Multisim電路板1350.350.4370.510.0875750.1976743340.341.281.330.2565130.5155045344.342.912.220.5831660.8604657348. 344.992.59119338.343.442.340.6893790.90697711342.342.281.980.4569140.76744213346.341.711.670.3426850.64728714341.341.521.550.3046090.600775Multis

6、im 軟件測(cè)量串聯(lián)諧振電路的諧振曲線（虛線一電阻，細(xì)線一 電容，粗線電感）：由Multisim軟件導(dǎo)出數(shù)據(jù)得到諧振頻率f o=7334.44Hz。由Multisim 軟件求出-3dB帶寬為： BW=9266.226-5848.849=3417.377H z.3、當(dāng)電阻R=1K時(shí)，用Multisim 軟件仿真串聯(lián)諧振電路的諧振曲 線，在同一張圖上畫出 R=100Q和R=1K兩條諧振曲線（標(biāo)出 R 的值）并解釋。在串聯(lián)諧振電路（R=100Q L=4.7mH C=100 nF ）上輸入頻率為3.5kHz、占空比為30%脈沖幅度為5V的方波電壓信號(hào)，用Multisim 軟件測(cè)試諧振電路輸入信號(hào)和輸出信

7、號(hào)（電阻上電壓）的頻譜，繪圖 并觀察頻譜的變化，說(shuō)明諧振電路的用途，解釋頻譜變化的原因。（R=100實(shí)線和R=1K-虛線）1.0U.8 -實(shí)線-R=1UU虛線-R=1kn01=RU.UU 2UUU 4UUU 6UUU 8UUU 1UUUU 12UUU 14UUU 16UUUUwU-輸出頻譜頻率(/rad)3.U2.5_2.U_1.5U1.U_U.5_U.UI I I ii U 5UUU 1UUUU15UUU 2UUUU25UUU 3UUUU35UUU4UUUU45UUU5UUUU三、結(jié)論及分析（宋體 四號(hào) 加黑性）1.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：串聯(lián)諧振電路當(dāng)輸入信號(hào)頻率等于電路的諧振頻率時(shí)，電阻上的電壓獲得最大值。但電路中電阻阻抗不能太大，否則電感和電容上分到的 電壓太少，不能有效地顯示出電路的諧振效應(yīng)。另外，串聯(lián)諧振電路 能削弱輸入信號(hào)頻譜中其他頻率上的能量，保留諧振頻率上的能量， 可以用一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)諧振電路來(lái)從輸入信號(hào)中選擇某一頻率的信 號(hào)。2. 實(shí)驗(yàn)誤差的形成:交流毫伏表未校準(zhǔn)， 所用器件參數(shù)有誤差或使用中被燒