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1、实验七实验七RLCRLC 正弦稳态电路的研究正弦稳态电路的研究一、实验目的熟悉正弦稳态电压通过RLC 串联电路时电压电流与信号频率之间的关系。二、实验仪器函数信号发生器、双踪示波器、实验箱三、实验电路和实验原理见教程157160 页,电路图见图 4.4.6。实验电路和实验条件更改:R=100;L=9mH(r=0);C=0.033 F 不变;输入信号幅度:4V(p-p)。基本计算公式:URUR(Rr)j(2fL1)2fCR(Rr)2(2fL12)2fC2fLtg112fCRr(4.4.9)谐振频率与 R 和 r 无关,有fo12LC在谐振频率 fo处2fL 1幅度最大。有 0,所以输出电压UR2
2、fCURM通频带的截止频率(即幅度下降到最大值的RURr1时的上边频 f2和下边频 f1)为22R r1 R r 2LLC(4.4.11)2L21R r1 R r f122LLC2L1f22通频带为BW f2 f1(4.4.12)相位和电流相位(即电阻R 上的电压U相位)差为在谐振频率处的输入电压UR2fL 12fC 0R ro tg1在上下边频处2fL1(Rr),所以相位差为2fC2 451 45这说明当频率高于 f0时,RLC 串联回路中电感的感抗起主导作用,所以电流相位滞后于输入电压相位;当频率低于 f0时,RLC 串联回路中电容的容抗起主导作用,所以电流相位超前于输入电压相位。在上下边
3、频处的输出电压为UU2RU1RRM2四、实验方法见见 教程 159160 页。输入信号幅度 2V(最大值)。电路连接见 159 页图 4.4.6。在改变信号源频率时应特别注意保持输入电压的幅度始终等于在改变信号源频率时应特别注意保持输入电压的幅度始终等于 2V2V。五、实验数据表 4.4.3串联谐振电路的特性参数的测量(UP-P=4VRo=100)UR计算值(V)UR测量值(V)f 计算值(kHz)f 测量值(kHz)输入电压与回路电流相位差计算值(度)输入电压与回路电流相位差测量值(度)通频带宽 BWf计算值(kHz)通频带宽 BWf测量值(kHz)0.707 UR=2.8280.707 UR=2.432f1=8.894f1=7.768UR=4UR=3.440.707 UR=2.8280.707 UR=2.432f2=10.162f2=9.769f0=9.235f0=8.535=+45o=0=02=-45o谐振频率 f0测量:调节输入信号的频率,用示波器观察输入、输出信号无相位差时,此时的信号的频率为谐振频率 f0。相位差测量:o在截止频率点用示波器测量输入电压与输出电压的相位差T1时间,=360 T1/周期。六、数据的规律性分析和误差原因分析七、实验结论和收获体会。八、实验总结,建议和意见。