① R·L·C串联谐振电路的研究实验报告 谢谢
实验8、RLC串联谐振电路的研究
(研究性实验)
一、学时分配
3学时。
二、实验目的
1. 学习用实验方法测定RLC串联电路的幅频特性曲线。
2. 加深理解电路发生谐振的条件、特点,掌握通过实验获得谐振频率的方法。
3. 掌握电路通频带、品质因数的意义及其测定方法。
三、实验原理
在图8-1所示的RLC串联电路中,当正弦交流信号的频率改变时,电路中的感抗、容抗随之而变,电路中的电流也随而变。取电阻R上的电压为输出,以频率为横坐标,输出电压的有效值为纵坐标,
绘出光滑的曲线,即为输出电压的幅频特性,如图8-2所示。
图8-1 RLC串联电路
图8-2 幅频特性
1. 谐振
在时,,电路发生谐振。称为谐振频率,即幅频特性曲线尖峰所在的频率点,此时电路呈纯阻性,电路的阻抗模最小。在输入电压一定时,电路中的电流达到最大值,且与输入电压同相位。这时,,,其中称为电路的品质因数。
2. 电路品质因数值的测量方法
1)根据公式测定,其中、分别为谐振时电感L和电容C上的电压有效值;
2)通过测量谐振曲线的通频带宽度,再根据求出值。其中为谐振频率,和分别是下降到时对应的频率,分别称为上、下限截止频率,如图8-2所示。
图8-2所示的幅频特性中,值越大,曲线越尖锐,通频带越窄,电路的选择性越好。电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数,而与信号源无关。
四、实验仪器和器材
1. 双踪示波器1台
2. 信号发生器1台
3. 交流毫伏表1台
4. 频率计1台
5. 电阻2只 100Ω×1;200Ω×1
6. 电容1只 0.033μF×1
7. 电感1只 9mH×1
8. 短接桥和连接导线若干 P8-1和50148
9. 实验用9孔插件方板1块 297mm×300mm
五、实验内容
按图8-3搭接实验电路,用交流毫伏表测电阻R两端电压,用示波器监视信号发生器的输出,使其幅值等于1V,并在频率改变时保持不变。
图8-3 谐振实验电路
1. 电路谐振频率的测定
将毫伏表接在电阻R两端,调节信号发生器的频率,由低逐渐变高(注意要维持信号发生器的输出幅度不变)。当毫伏表的读数最大时,读取信号发生器上显示的频率,即为电路的谐振频率,并用毫伏表测量此时的UL与UC的值(注意及时更换毫伏表的量程),将数据记入表8-1中。
2. 测试电路的幅频特性
在谐振点两侧,将信号发生器的输出频率逐渐递增和递减500Hz(或1KHz),依次各取8个频率点,用毫伏表逐点测出UO、UL与UC的值,将数据记入表8-1中。在坐标纸上画出幅频特性,并计算电路的值。
表8-1 幅频特性的测定
f/kHz
仿真数据
UO (V)
实测数据
仿真数据
UL (V)
实测数据
仿真数据
UC (V)
实测数据
3. 值改变时幅频特性的测定
图8-3电路中,把电阻R改为200Ω,电感、电容参数不变。重复步骤1、2的测试过程,将数据记入表8-2中。在坐标纸上画出幅频特性,计算电路的值,并与按表8-1画出的幅频特性比较。
表8-2 值改变时幅频特性的测定
f(KHz)
仿真数据
UO (V)
实测数据
仿真数据
UL (V)
实测数据
仿真数据
UC (V)
实测数据
4. 测试电路的相频特性
保持图8-3电路中的参数。以为中心,调整输入电压源的频率分别为5KHz和15KHz。从示波器上显示的电压、电流波形测出每个频率点上电压与电流的相位差,并将波形描绘在坐标纸上。
六、实验注意事项
1. 测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。在信号频率变换时,应调整信号的输出幅度(用示波器监视),使其维持在1V的输出。
2. 在测量UL和UC数值前,应将毫伏表的量程改大约10倍,而且,在测量UL与UC时,毫伏表的“+”端应接L与C的公共端,其接地端分别触及L和C的近地端N2和N1。
七、思考题
1. 根据实验电路给出的元件参数值,估算电路的谐振频率。
2. 改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振,电路中R的数值是否影响谐振频率?
3. 如何判别电路是否发生谐振 测试谐振点的方案有哪些
4. 电路发生串联谐振时,为什么输入电压不能太大?如果信号发生器给出1V的电压,电路谐振时,用交流毫伏表测UL和UC,应该选择用多大的量程
5. 要提高RLC串联电路的品质因数,电路参数应如何改变
八、实验报告要求
根据测量数据,绘出不同值的三条幅频特性曲线:~,~,
~。
2. 计算出通频带与值,说明不同R值时对电路通频带与品质因素的影响。
3. 对两种不同的测值的方法进行比较,分析误差原因。
4. 谐振时,比较输出电压与输入电压是否相等 试分析原因。
5. 通过本次实验,总结、归纳串联谐振电路的特性。
② 基本积分电路实验报告
课题 函数发生器设计
一、设计任务
设计一个能产生正弦波、方波和三角波的简易函数发生器,该发生器的输出频率可调,幅值可调。输出的信号波形完整不失真,输出阻抗不大于100欧。
二、课题要求
(1)输出波行:正弦波、方波和三角波
(2)输出频率:300HZ--10KHZ可调
(3)输出幅值:30mv-3v可调
(4)输出阻抗不大于100欧
三、电路设计参考结构
分析以上设计任务可知,该设计可以有多种实现方案,下面给出三种电路结构供参考。
参考方案一
该方案(图1.1)特点是:先产生正弦波,而后比较器产生方波;再通过积分器或其它电路产生三角波;最后通过幅值控制和功率放大电路输出信号。此电路的正弦波发生器的设计要求频率连续可调,方波输出要有限幅环节,积分电路的时间参数选择很重要,保证电路不出现积分饱和失真。
图1.1 简易函数发生器参考方案一
参考方案二
方案2见图1.2,其特点是先产生方波,而后通过积分器或其它电路产生三角波,再用有源滤波器产生正弦波;最后通过幅值控制和功率放大电路输出信号。此电路的方波发生器的设计要求频率连续可调,输出要有限幅环节,积分电路的时间参数选择保证电路不出现积分饱和失真。
图1.2 简易函数发生器参考方案二
参考方案三
方案3见图1.3,特点是也先产生方波,而后通过积分器或其它电路产生三角波,再用有源滤波器产生正弦波;最后通过幅值控制和功率放大电路输出信号。此电路的方波发生器的设计要求频率连续可调,输出要有限幅环节,积分电路的时间参数选择保证电路不出现积分饱和失真。
图1.3 简易函数发生器参考方案三
四、报告要求
1、课题的任务和要求。
2、课题的不同方案设计和比较,说明所选方案的理由。
3、电路各部分原理分析和参数计算。
4、测试结果及分析:
(1)实测输出频率范围,分析设计值和实测值误差的来源。
(2)对应输出频率的高、中、低三点,分别实测输出电压的峰-峰值范围,分析输出电压幅值随频率变化的原因。
(3)频率特性测试,在低频端选定一个输出幅值,而后逐步调高输出频率,选12~15个测试点,用示波器观测输出对应频率下的输出幅值,填入自己预做的表格,画出电路的幅频特性。
注意:输出幅值一旦选定,在调节输出测试频率点过程中,不能再动!
(4)画出示波器观测到的各级输出波形,并进行分析;若波行有失真,讨论失真产生的原因和消除的方法。
5、课题总结
6、参考文献
③ 电路实验报告:电路频率特性的研究实验中为什么元件电压会比总电压高谐振时,电源电压是否与电阻上的电
1、你说的高是幅值的高,电路总电压是各个元件分电压相量的和,就相当于你数学中矢量一样,分矢量的长度完全有可能比矢量和长,取决于你的矢量之间的夹角。类似于你说的单个元件的电压高于电路回路的总电压。
2、谐振基本分两种。串联电压谐振,并联电流谐振。估计楼主说的是串联的电压谐振。(最简单的RLC串联电路)。如果发生谐振,这时候电感和电容上的电压矢量和为0.电源电压全部加在电阻上,电源电压就等于电阻上的电压了(忽略电源内阻)。
④ 一阶系统幅频特性测量实验报告 你选择的电压放大倍数是多少,为什么
一,一间系统嗯辐条频率的测试实验报告电压放大倍数一般是3-4倍,这样比较保险
⑤ 关于RLC串联电路幅频特性研究的设计性实验报告
一线型
⑥ 电子测量与仪器的实验报告怎么写
英盛观察:
一. 实训目的(1) 熟悉常用电子仪器的功能及使用方法。(2) 掌握常用电子仪器的工作原理。(3) 掌握常用电子仪器附加功能的使用。(4) 熟练使用常用电子仪器进行数据测量。(5) 掌握常用电子元器件的测量方法,掌握电子元器件的焊接技巧和装配工艺;学会 使用万用表、示波器、毫伏表、频率计、 信号发生器等电子测量仪器。掌握查找电子设备故障的一般方法。培养学生实际动手操作能力;为学生以后参加工作打下良好的基础。
二.基本要求一、课程性质和任务
陕航航空电子设备维修专业的主干专业课程。其任务是使学生掌握从事航空电子设备维修工作所必需的电子基本工艺和基本技能,初步形成解决实际问题的能力,为学习其他专业知识和职业技能打下基础。
二、课程教学目标
(一) 知识教学目标
1. 了解电工电子仪表、仪器的基本结构及正确使用与维护;2. 掌握常用电子元器件的正确识别与检测方法;3. 理解常用电子电路和简单电子整机电路的分析、检测与常见故障排除方法;4. 掌握电子电路安装的工艺知识。
(二) 能力培养目标
1. 能正确使用常用电工电子仪表、仪器;2. 能正确阅读分析电路原理图和设备方框图,并能根据原理图绘制简单印刷电路;3. 初步学会借助工具书、设备铭牌、产品说明书及产品目录等资料,查阅电子元器件及产品有关数据、功能和使用方法;4. 能按电路图要求,正确安装、调试单元电子电路、简单整机电路;5. 处理电子设备的典型故障。
(三) 思想教育目标
1. 具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神;2. 加强爱岗敬业意识和职业道德意识。
三、教学内容和要求
基 础 模 块
(一) 常用电子仪器、仪表的使用与维护1. 了解常用电子仪器、仪表的结构;2. 理解常用电子仪器、仪表的基本功能;3. 掌握常用电子仪器、仪表的使用方法和注意事项。
(二) 常用电子元器件的识别与检测
1. 理解常用电子元器件的型号和主要参数;2. 理解常用电子元器件的识别和分类方法;3. 掌握用万用表检测常用电子元器件的方法。
三.实训内容
1.各种交流表电压的测量 1. 实训目的
1﹚掌握模拟是电压表的使用方法和几种典型电压表波形的观测和分析方法。
2)掌握模拟电压表、数字电压表的使用方法。
3)掌握直流稳压电源的输出指示准确度和纹波系数的测量方法。
2. 实训仪器
yb2173交流毫伏表一台;mag-203d音频信号发生器一台;yb4320示波器一台;fc-1000数字频率计一台。
3. 交流电压表整概要
1)一个交流电压的大小,可以用峰值up,平均值 u,有效值u,以及波形因数kf,波峰因数kp等表征,若被测电压的瞬时值为u(t),则
全波平均值 有效值 波形因数 波峰因数
2)电压表的检波特性有峰值型,均值型,有效值型等多种形式。一般说来,具有不同检波特性的电压表都是以正弦电压的有效值来定度的,但是,除了有效电压表之外,电压表的示值本身并不直接代表任意波形被测电压的有效值。
3)根据理据论分析,不同波形的电压加至不同检波特性的电压表示,可根据电压表的读数确定电压的up,Ū,u,一般可根据表1-1的关系换算。
图1-2
2.将各测量数据填入表1-3中
调节交流毫伏表的旋钮,使之正确测量各种波形电压,并记录交流毫伏表电压示值,将各种测量数据填入表1-4中
1.2直流稳压电源的输出指示准确度的测量
1.按1-5图所示连接电路图1-5
2.用数字电压表分别测量直流稳压电源的输出,将读数分别记入表1-6.
1.按如图1-7所示连接测量电路
图1-7
2.在交流毫伏表适当的档位上,分别记下交流毫伏表的读数u2,填入表1-8中
2.1 示波器的应用
1. 实训目的
1﹚掌握示波器、交流毫伏表、音频信号发生器的基本应用。
2﹚掌握示波器观察信号波形和测量直流电压幅度、周期的方法。
2. 实训内容
﹙1﹚ 示波器的校准
﹙2﹚ 利用示波器1khz,0.5vp-p的方波校准信号作为示波器的输入信号,调出图2-1所示正常波形。
﹙3﹚ 将扫描基线移动的格数、垂直偏转因数和稳定电压原指示电压值填入表2-2中。
图2-1
表2-2直流电压测量
已调信号低、中放的增益可以做的较大,工作较稳定,通频带特性也可做的(5)梯形法测量调幅波的调幅系数
1)采用音频信号发生器输出1000hz的正弦信号加至示波器的ch1(x)端;as1053rf信号发生器的输出的已调信号加至示波器的ch2(y)端。
2)按下“x-y”,示波器处于x-y工作方式。
3)适当调节音频信号发生器,调节示波器的x,y位移及v/div开关,使屏幕上显示出圆柱形或梯形。
4)若调制信号与与x扫描信号同频同相,即以音频正弦信号同时作为高频信号发生器的外调制信号,高频信号发生器采用外调制方式进行调节,可显示较稳定的梯形。适当调节外调制调制度旋钮,观察波形的变化。
4 实训报告要求
整理好测量数据,填好表2-4、2-5。
。在实习期间,我们学习了初步的锡焊以及印制电路板的设计,元件测试,刚开始,锡焊,一个既熟悉又陌生 的概念,从开始的兴奋到后来的痛苦,一遍遍的焊接,看焊点,反反复复,基本上掌握了要点。如果说焊接是体力劳动,那么印制电路设计就是脑力劳动,远比体力 劳动恐怖,最后在无数次的改动中结束。可 以说,两周的电工实习,学到了不少东西,动手能力得到了提高,更重要的是有了一种精益求精的追求,获益匪浅,而且理解了一个道理,什么都是一门学问!
通过实际的测量实训,让我学到了很多实实在在的东西,比如对实验仪器的错误!未找到索引项。操作更加熟练,懂得了如何运用该知识结合实际来完成对收音机的检修,同时也提高了我们的思维能力和实际操作能力。
另外,这次电子产品设备维修实训还让我更进一步的认识了关于对lv软件的操作和使用方法,使我学会了应用该软件来绘制一些电子电路,为以后更好的走上工作岗位奠定了坚实的基础。
在制作实训报告的过程中,我们感觉自己的知识还是太有限了,还要继续学习,因为它对我们以后的学习和工作太有帮助了,因为它给人一种“电脑在手,使用不愁”的感觉。课程虽然学完了,但我们对于这门课的学习才刚刚起步,真心希望我们能够在这方面能有更深的造诣!
经验教训:
1、实验仪器对实验数据的误差有很大的影响;
2、小组成员的合作很重要,实习小组的气氛很大程度上影响实验的进度。