電路實(shí)驗(yàn)電路頻率特性的研究.doc
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東南大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 課程名稱： 電路與數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)踐 第3次實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱： 電路頻率特性的研究 院 （系）： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 室: 105 實(shí)驗(yàn)組別： 同組人員： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2010年12月14日 評(píng)定成績(jī)： 審閱教師： 電路頻率特性的研究 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 掌握低通、帶通電路的頻率特性； 2. 應(yīng)用Multisim軟件測(cè)試低通、帶通電路頻率特性及有關(guān)參數(shù)； 3. 應(yīng)用Multisim軟件中的波特儀測(cè)試電路的頻率特性。 二、 實(shí)驗(yàn)原理 1. 網(wǎng)絡(luò)頻率特性的定義 1) 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)——正弦穩(wěn)態(tài)情況下，網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)相量與激勵(lì)相量之比。 2) 一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)頻率特性應(yīng)包括幅頻特性、相頻特性兩個(gè)方面。 3) 截止頻率——輸出電壓降到輸入電壓的0.707時(shí)的頻率(f0)； 通頻帶——輸出電壓從最大降到0.707倍間的頻率區(qū)間（Bw:0~2f0） 2. 網(wǎng)絡(luò)頻率特性曲線 1) 一階RC低通 a) 幅頻特性 b) 相頻特性 c) 截止頻率： 2) 二階RLC帶通 a) 諧振頻率（），此時(shí)有電路如下圖特性： b) 品質(zhì)因數(shù)；（L、C一定時(shí)，改變R值就能影響電路的選頻特性，R越小，Q越大，選頻特性越好）； c) 幅頻特性和相頻特性 ，如下圖 d) 由上圖得，通頻帶 3) 二階RLC低通 a) 諧振頻率 b) 幅頻特性和相頻特性 如下圖所示： c) 3. 測(cè)量方法 對(duì)特征頻率點(diǎn)極其上下百倍頻程范圍內(nèi)選取頻率點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，包括對(duì)及的測(cè)量，并根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出幅頻特性曲線及相頻特性曲線。 三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1． 測(cè)試一階RC低通電路的頻率特性 1) 建立電路 2) 測(cè)試電路的截止頻率 (1) 幅頻特性和相頻特性的觀察 幅頻特性曲線 相頻特性曲線 (2) 測(cè)試截止頻率 由上圖得，=144.678kHz,對(duì)應(yīng)相位角為45度。 理論值為 截止頻率測(cè)量誤差為 相位差測(cè)量誤差為0，可見(jiàn)測(cè)量值與理論值十分接近。 (3) 測(cè)試0.01f0,0.1f0,0.5f0,5f0,10f0,100f0點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的和的值 數(shù)據(jù)記錄如下： 頻率 0.01f0 0.1f0 0.5f0 f0 5f0 10f0 100f0 Log(f/f0) -2 -1 -0.3 0 0.7 1 2 0.99995 0.995 0.894 0.707 0.196 0.0995 0.00998 -0.572 -5.705 -26.566 -44.582 -78.689 -84.288 -89.427 依據(jù)以上數(shù)據(jù)，借助matlab軟件畫出幅頻特性曲線和相頻特性曲線如下： 分析： 可見(jiàn)與理論走勢(shì)大致相同，但是由于采樣點(diǎn)比較少，故曲線比較粗糙，不夠平滑。 2． 測(cè)試二階RLC帶通電路的頻率特性和品質(zhì)因數(shù) A. R=50Ω 1) 建立電路 2) 測(cè)試電路的諧振頻率 (1) 幅頻特性和相頻特性的觀察 幅頻特性曲線 相頻特性曲線 (2) 測(cè)試諧振頻率及上下限截止頻率f1，f2。 由上圖得，=33.885kHz。 理論值為 諧振頻率測(cè)量誤差為 下限 上限 (3) 測(cè)量0.001f0,0.01f0,0.1f0,0.5f0,f下,f0,f上,5f0,10f0,100f0,1000f0點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的和的值 數(shù)據(jù)記錄如下： 頻率 0.001f0 0.01f0 0.1f0 0.5f0 f下 F0 F上 5f0 10f0 100f0 1000f0 Log(f/f0) -3 -2 -1 -0.3 -0.05 0 0.05 0.7 1 2 3 0.0236 0.154 0.707 1 0.707 0.0489 0.0237 0 89.987 89.866 88.645 81.13 45.00 -0.032 -44.94 -87.20 -88.64 -89.865 -89.987 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，借助matlab軟件作出幅頻特性曲線和相頻特性曲線如下圖： B. R=200Ω 1) 建立電路 2) 測(cè)試電路的諧振頻率 (1) 幅頻特性和相頻特性的觀察 幅頻特性曲線 相頻特性曲線 (2) 測(cè)試諧振頻率及上下限截止頻率f1，f2。 由上圖得，=33.885kHz。 諧振頻率測(cè)量誤差為 下限 上限 (3) 測(cè)量0.001f0,0.01f0,0.1f0,0.5f0,f下,f0,f上,5f0,10f0,100f0,1000f0點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的和的值 數(shù)據(jù)記錄如下： 頻率 0.001f0 0.01f0 0.1f0 0.5f0 f下 F0 F上 5f0 10f0 100f0 1000f0 Log(f/f0) -3 -2 -1 -0.3 -0.05 0 0.05 0.7 1 2 3 0 0.0942 0.529 0.707 1 0.707 0.1921 0.0945 0 89.946 89.463 84.595 58.04 45.00 0.17 -44.93 -78.93 -84.53 -89.462 -89.946 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，借助matlab軟件作出幅頻特性曲線和相頻特性曲線如下圖： C. R=50Ω與R=200Ω比較 借助matlab軟件將阻值R=50Ω與R=200Ω的幅頻特性曲線及相頻特性曲線在一幅圖上顯示，以便于比較分析： i. 相頻特性曲線比較 分析比較： a) 從上圖可以看出，不論阻值為多大，當(dāng)頻率為諧振頻率時(shí)，相位差為0，即此時(shí)電路呈阻性；頻率很大（或很?。r(shí)，電路中的電感（或電容）起主導(dǎo)作用，使得相位差為-90度（或90度）。 b) 介于上述特征點(diǎn)之間的頻率，50歐姆的電路的相位差較大。原因如下圖所示，jwX為電感電容的等效阻抗，當(dāng)頻率及L、C一定時(shí)，jwX為定值，此時(shí)，電阻值越大，對(duì)應(yīng)的阻抗角越?。╝1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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