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1、-RLC串联谐振电路-第 5 页 RLC串联谐振电路一、实验目的1.进一步理解谐振电路的谐振特点。2.掌握谐振的频率、品质因数的测试方法。3.掌握串联谐振电路频率特性的测试方法。二、实验原理1.RLC串联谐振电路的条件含有电阻、电容和电感元件的单口网络，在某些工作频率上，出现端口电压和电流波形相位形同的情况时，称电路发生谐振。如图所示RLC串联电路，电路的转移函数电压转移比 为：因此，电路的谐振角频率和谐振频率分别为：（1）谐振时，RLC串联回路的输入阻抗为纯电阻，激励电压与回路电流相同，电阻电压与电源电压相等且相同。 （2）谐振时，电感上的电压与电容上的电压幅值相等且相反（实际电路，因电感有
2、串联等效电阻、电容有并联等效电阻，因此电感两端的电压略高于电容电压），若品质因数Q1，则谐振时，电容、电感电压是激励电压的Q倍，可以实现电压放大。 其中，品质因数：电路的网络函数电压转移比为：带入，将上式改为： 其振幅为：由上式可知，当和时，当电路发生谐振时，达到最大，该电路具有带通的滤波特性。可根据截止频率的定义求出带宽为： 求解：说明带宽与品质因数成反比，Q越大，带宽越窄，幅频特性越尖锐，对信号的选择性好。如图所示威不同值对应的频率特性曲线。在实际中，运用谐振电路可以从众节目中选择自己喜欢的节目。三、测量方法 如图所示，在输入端口加入正弦激励信号，用毫伏表检测电阻两端的输入电压，保持激励幅
3、值最大时所对应的频率，即谐振频率。 同理，也可用如图所示电路，以电容、电感两端总的电压作为输出，保持激励幅值不变，改变激励频率，用晶体管毫伏表检测输出，当输出最小时所对应频率，即为谐振频率f. 也可以用示波器同时检测激励和电阻响应波形，改变激励频率，当输出和输入同相时所对应频率，即为谐振频率。对于电路频率特性的测试方法在前面的实验中已有详细的介绍，在此不再赘述。四、实验内容1谐振频率的测量L=1H，交流电压为有效值为U=5V测量出该电路的谐振频率。KHz确定出谐振频率后，参考如表的表格，测量出谐振电路的幅频特性曲线。 频率（kHz） -1+110电压vvv692.045mv 电路附件RLC串联谐振电 幅频特性曲线：五、实验注意事项1.由于实际电感线圈有电阻，所以谐振时，电感两端的电压并不是电路模型中的，测试出的数据略大于电容两端电压2.在测量过程中，注意测量过程的转化与选取。3.测量谐振电路的频率特性时。应注意在谐振频率附近加大频率选取密度。