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1、-调谐电路功效的研究-第 8 页专业：_控制_姓名：_曾坤_学号：_3150104119_日期：_地点：_东3-202_实验报告课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 王旃 成绩：_实验名称： 调谐电路功效的研究 实验类型： 电路实验 同组学生姓名：_一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1、掌握谐振频率及品质因数的测量方法；2、掌握频率特性曲线的测量与作图技巧；3、了解谐振电路的选频特性、通频带及其应用；4、研究电感线圈以及信号源的非理想状态对谐
2、振特性测量 的影响和修正方法。二、实验内容和原理由电阻器、电感器和电容器串联组成的一端口网络，其等效复阻抗为：RLC串联电路发生谐振时，电路具有的特点：1、电路的阻抗最小；2、电路的电流达到最大值，该值的大小取决于一端口网络的等效阻值，与电感和电容的值无关，即3、电压、电流同相位；4、电感与电容上的电压有效值相等，相位相反，电抗压降等于零。三、主要仪器设备1、信号发生器 2、DG08模块 3、示波器 4、宽频带电压表 5、电阻箱四、操作方法和实验步骤由电阻器、电感器和电容器组成RLC串联电路，选择L=40mH，mF，R=100W，电路输入端接信号发生器，使其输出正弦信号。计算品质因数（由于电感
3、的制造工艺使得其偏差较大，因此f0只能参考，若要精确计算f0，可能需要先测定电感的值）。1、根据提供的设备，预先计算出谐振频率f0 的值，确定信号源输出幅值和UR、UL、UC 的极值范围。2、以f0为中心向左右扩展，保持US幅值基本不变，依次改变f， 测量UR、UL、UC 、ULC ，画出幅频特性曲线。3、将R由100 W改为1K W ，重复测量UR、UL、UC 、ULC ，再次绘制幅频特性曲线。4、画出上述两个Q值下的通用谐振曲线。五、实验数据记录和处理装 订 线。由元件的标称值粗略计算谐振频率f0,由串联谐振公式得：因此我们调节的频率范围应主要在z左右。在R=100W，U=3V的情况下，改
4、变f在f0两边扩展，测量的数据如下（在实验室中测得）：频率/kHzUL/VUC/VUR/V频率/kHzUL/VUC/VUR/V8.02在R=1kW的情况下，测量了数据如下：（由于在实验室中时间不足，故其是在仿真软件上完成，其中U）频率/kHzUL/VUC/VUR/V频率/kHzUL/VUC/VUR/V51.33243六、实验结果与分析当R=100W时，绘制幅频特性曲线如右图：我们可以看出UR 、UL 和UC 基本上都谐振频率（kHZ）附近达到峰值，在峰值处R两端电压为2.26V，低于3V，可能是因为电感本身存在电阻，40mH电感用万用表实测电阻约20W，由此计算R分压应接近2.5V，另外可能存
5、在一些线路上的压降，所以测得结果非常符合实际。另外可计算得6.32=14.28V，实测UL0=14.14V, UC0=13.67V，都比较符合预期结果。且由图中看出电感电压在f0左侧变化快，右侧变化慢；电容电压在f0左侧变化快，右侧变化慢，也非常符合元件特性。用每一个UR 同时除以2.26V，得出的数据然后画出Q=6.32时的通用谐振曲线如下：可见当品质因数为6.32时，曲线在谐振频率处达到峰值，即放大倍数最大，且在谐振频率附近位置，曲线较为尖锐，通频带宽较窄。当串联电阻R=1kW时，绘制幅频特性曲线如下：易有其谐振频率约为kHZ左右。可以看出其相较于2.41kHZ更接近于f0可猜测可能是由于
6、实验室元器件为非理想所造成的。可计算出此时的Q值为0.632，下面是Q为0.632时的通用谐振曲线：再将两者绘至一起，有：很显然相比Q=6.32时的通用谐振曲线，Q=0.632时曲线并没有非常尖锐，通频带较宽。七、讨论、心得 通过本次实验，我了解了RLC串联电路谐振频率的测定方法，双踪示波器的使用更加熟练了。其次在一开始做100的实验时，由于自己过分关注数据在小范围内的变化，导致自己浪费了大量的时间在这上面，以至于后面做1000都没有时间在实验室内完成，无奈之下测了尽可能多的100数据以便数据分析和图表绘制。然后由于后者必须在仿真软件上完成，从而让我认识到自己在对仿真软件的操作上的不熟（以前其
7、实不是很重视对这个软件操作的掌握）。以后一定多在这上模拟来增加自己的熟练度。其次，在仿真软件完成1000的模拟之后，又尝试了一下100的仿真，然而仿真结果与在实验室中测得的结果相差甚远，通过询问老师，才知道（1）Vp为Vpp的1/2，（2）Multisim中函数发生器如果接的是“+-”两极，则其输出的电压是设定的两倍（这样才有了信号源输出电压为原因），而接“+”和中线后输出的电压则为设定电压。同时在1000模拟中，我同时使用了三个示波器分别测量三个元器件的电压，当时还心存疑惑这样用是不是正确的。后来知道在仿真中这样做是正确的，因为Multisim中的示波器实际上相当于一个能看波形的交流电压表，
8、没有共地限制。而实际中的示波器则在使用双通道后有共地限制，故在实际中就算有足够数量的示波器也不能像这样使用。本实验也让我加深了对模电课中相关概念的理解！附Multisim仿真连线图（自主研究）：定量或定性研究实际电感器的非理想性对谐振频率、选频能力的影响 实际电感器有一定内阻，故可以看做一个电阻R与一个理想电感器串联组成，且测得实验室中电感内阻约为20。因此我们以在multisim中可以在原基础上在电感一端串联一个20的电阻来进行实验以对比。接线图如下图所示：测得数据如下表：频率/kHzUL/VUC/VUR/V频率/kHzUL/VUC/VUR/V3556做出图像如下所示：谐振频率约为kHZ左右
9、通用谐振曲线如下：将其与上绘制一起有：我们可以看出，在外电阻较大的情况下，存在内阻对电感的影响不算很大，如该实验中，在外电阻1000（相较于20大得多），其谐振频率与理想电感只差了kHZ左右，而选频能力则几乎不变！同时由于在实验室内的电感即为非理想状态，故我们再模拟一次理想状态下的100的实验，测得数据如下：频率/kHzUL/VUC/VUR/V频率/kHzUL/VUC/VUR/V2356将其得出的通用谐振曲线与以前测得的绘至一起，如下：可以看出，如同1000所做的比较一样，谐振频率变化了KHZ左右，通频带也只有略微变化，故我们可以得出结论：在一定范围内，电感内阻对谐振频率、选频能力没有太大的影响！