对传统RC串联电路幅频特性实验的改进
rlc串联电路频率特性实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除rlc串联电路频率特性实验报告篇一：RLc串联电路的幅频特性与谐振现象实验报告_-_4(1)《电路原理》实验报告实验时间：20XX/5/17一、实验名称RLc串联电路的幅频特性与谐振现象二、实验目的1．测定R、L、c串联谐振电路的频率特性曲线。
2．观察串联谐振现象，了解电路参数对谐振特性的影响。
1．R、L、c串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数，即：Z?R?j(?L?1)?Zej??c三、实验原理当?L?1时，电路呈现电阻性，us一定时，电流达最大，这种现象称为串?c联谐振，谐振时的频率称为谐振频率，也称电路的固有频率。
即?0?1Lc或f0?12?LcR无关。
图4-12．电路处于谐振状态时的特征：①复阻抗Z达最小，电路呈现电阻性，电流与输入电压同相。
②电感电压与电容电压数值相等，相位相反。
此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q倍，Q称为品质因数，即Q?uLuc?0L11ususR?0cRRc在L和c为定值时，Q值仅由回路电阻R的大小来决定。
③在激励电压有效值不变时，回路中的电流达最大值，即：I?I0?usR3．串联谐振电路的频率特性：①回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性，表明其关系的图形称为串联谐振曲线。
电流与角频率的关系为：I(?)?us1??R2??L???c??2?us0??R?Q2?0??I00??1?Q2?0?2当L、c一定时，改变回路的电阻R值，即可得到不同Q 值下的电流的幅频特性曲线(图4-2)图4-2有时为了方便，常以?I为横坐标，为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称?0I0 I下降越厉害，电路的选择性就越好。
I0为通用幅频特性)，图4-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。
回路的品质因数Q越大，在一定的频率偏移下，为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念，把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以bw表示)即：bw??2?1??0?0由图4-3看出Q值越大，通频带越窄，电路的选择性越好。
RC串联电路特性测试实验常见问题解析
Ｒ Ｃ 串联 电路特 性 测 试 实 验 常 见 问题 解 析
段 秀铭
（ 中 国 矿业 大 学 ， 江苏 徐 州 ２ ２ １ １ １ ６ ）
摘 关 键
要： 针对学生在 Ｒ Ｃ串联 电路稳态 以及暂态特性 实验 操作 中经常遇 到 的问题实验 原理 与仪器 词： Ｒ Ｃ串联 电路 ； 幅频特性 ； 相频特性 ； 暂态特性
图３ ＲＣ 高 通 滤 波 电 路
的李 萨 如 图形 ， 根 据 图形 变化 ， 分 析相 位差 与频 率
的关 系。记 录不 同频 率下 的相位 差 。 ３ ． １ ． ２ Ｒ Ｃ串联 电路暂 态特 性测 试
由于所 选用 示 波 器 为 普 通 双 通 道 示 波 器 ， 非 存 储式 示 波器 ， 为便 于 观测 电路 的暂 态特 性 ， 我们 选 择方 波 信号 进行 实验 。利 用方 波信 号 的上 升沿 作为 零状 态 响应 的 正 阶跃 激励 信 号 ， 用 方 波 的下
在图 １ 所 示 电路 中 ， 电阻 Ｒ、 电容 Ｃ的 电压 有
以下 关 系式 ：
，：
＋
（ ）
根 据 图 ４分 析 ， 有：
ＵＲ ＝ Ｉ ・Ｒ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ３ — ３ １
Ｒ ＿ Ｃ串联 电路特性测试实验 常见 问题 解析
则： Ｕ ｃ＝Ｅ ・ （ １一ｅ 一 丽） ， Ｕ Ｒ＝Ｅ・ ｅ 一 丽
的通道 １和 通 道 ２ 。根 据 示 波 器 显 示 的 电 压 波
形， 分别 记 录不 同频 率 下 Ｕ 和
图２ Ｒ Ｃ 低 通 滤 波 电路
的值 ， 记 录
１ ０组 。
３ ． １ ． １ Ｒ Ｃ串联 电路相 频 特性测 试 该 实验要 求 观测 的相 Байду номын сангаас差 是指 输 出端 电压 与 输入 端 电压 之 间的相 位差 。输 入信 号 与输 出信 号 分别 接 人示 波器 的通 道 １和通 道 ２ 。 通 过示 波 器 ｘ — Ｙ 功 能 按 键 观 测 不 同频 率 下
RLC串联电路的幅频特性和谐振
一、实验目的 ห้องสมุดไป่ตู้、研究RLC 串联电路的幅频特性（也就是谐
振曲线） 2、研究串联谐振现象及电路参数对谐振特性
的影响。
二、实验说明
在RLC串联电路中，阻抗值是：
三 实验内容
测量幅频特性的实验电路如下，信号发生器 输出正弦电压，频率可在20赫到20千赫范 围内变化
四、实验报告要求 1、实验目的 2、原理简述 3、实验内容：含实验步骤、实验电路、表
格、数据等 4、绘制幅频特性曲线。 5、Q值的相对误差分析。
1、测量RLC串联电路的幅频特性I（f），并测出 谐振频率f。
具体方法：采用电阻取样法测定回路电流，取样电 阻采用Ro=10Ω。调整信号源频率，取样电阻两 端接的交流毫伏表指示值最大时，调整信号源幅度， 使Us=1V，重新调整频率使电流最大，此时f即为 f0，电流为I0。Q2>Q1
)
2.改变电阻R=100Ω，重复1
3.改变L==200mH，重复1。计算值，并 测定该值所对应的f值通频带Δf
4.谐 电 上Q振 阻 面值时 档 的的的测公测L电式定的压，，直，看用流此 它毫也值 们伏阻即 的表rQQ（测值 值RL； 误0(或=用 差RC数 有+)字多上r）万大两带用。端入表的 3在3具调电用在 4计实改2改改 调电在改4用调电具具用用33计改在实、 、 、 、 、 、 、R体整流数R算验变变变整流R变数整流体体数数算变R验实实绘研绘实实LLLL方 信 为 字 值 七 电 电 L信 为 L字 信 为 方 方 字 字 值 电 七CCCC==验验制究制验验串法号I万串 ，阻阻号I串万号I法法万万，阻串==0R00R内内幅串幅内内22。。。联：源用联 并RR源联用源：：用用并R联LL00CC容容频联频容容===00电采频表电 测频电表频采采表表测电串串111mm：：特谐特：：000路用率电路 定率路电率用用电电定路HH联联000含含性振性含含， ，ΩΩΩ中电，阻中 该，中阻，电电阻阻该中电电实实曲现曲实实，，，重 重，阻取档， 值取，档取阻阻档档值，路路验验线象线验验重重重复 复阻取样测阻 所样阻测样取取测测所阻的的步 步 。 及 。 步 步复复复11抗样电抗对电抗电样样对抗LLLL幅幅。 。骤骤电骤骤的的的的111值法阻值 应阻值阻法法应值频频、、路、、直直直直是测两是 的两是两测测的是特特实实参实实流流流流：定端： 端：端定定：ff性性值值验验数验验也也也也回接接接回回和和通通电电对电电阻阻阻阻路的的的路路谐谐频频路路谐路路rrrr（（（（电交交交电电振振带带、、振、、RRRR流流流流流流ΔΔ表表特表表0000ff，毫毫毫，，====格格性格格RRRR取伏伏伏取取++++、、的、、样表表表样样rrrr））））数数影数数电指指指电电带带带带据据响据据阻示示示阻阻入入入入等等。等等采值值值采采上上上上用最最最用用面面面面大大大RRR的的的的ooo时时时===公公公公111，，，式式式式000ΩΩΩ调调调，，，，。。。整整整看看看看信信信它它它它号号号们们们们源源源的的的的幅幅幅QQQQ度度度值值值值，，，误误误误使使使差差差差UUU有有有有sss多多多多===111大大大大VVV，，，。。。。重重重新新新调调调整整整频频频率率率使使使电电电流流流最最最大大大，，，此此此时时时fff即即即为为为fff000，，，
RC网络频率特性和选频特性的研究(综合实验)
RC网络频率特性和选频特性的研究(综合实验)一、实验目的1．学会已知电路性能参数的情况下设计电路（元器件）参数；2．用仿真软件Mutualism研究RC串、并联电路及RC双T电路的频率特性；3．学会用交流毫伏表和示波器测定RC网络的幅频特性和相频特性；4．理解和掌握低通、高通、带通和带阻网络的特性5．熟悉文氏电桥电路的结构特点及选频特性。
二、实验设备（记录所用设备的名称型号编号）三、实验原理电路的频域特性反映了电路对于不同的频率输入时，其正弦稳态响应的性质，一般用电路的网络函数()H jω表示。
当电路的网络函数为输出电压与输入电压之比时，又称为电压传输特性。
即：()21UH jUω=1．低通电路U2图4.3.1 低通滤波电路图4.3.2 低通滤波电路幅频特性简单的RC滤波电路如图4.3.1所示。
当输入为1U，输出为2U时，构成的是低通滤波电路。
因为：112111U UUj C j RCRj Cωωω=⨯=++所以：()()()2111U H j H j U j RCωωϕωω===∠+ ()H j ω=()H j ω是幅频特性，低通电路的幅频特性如图 4.3.2所示，在1RC ω=时，()0.707H j ω==，即210.707U U =，通常2U 降低到10.707U 时的角频率称为截止频率，记为0ω。
2．高通电路图4.3.3是高通滤波RC 电路。
12图4.3.3 高通滤波电路 图4.3.4 高通滤波电路的幅频特性12111U j RCU R U j RCR j C ωωω=⨯=⨯+⎛⎫+ ⎪⎝⎭所以：()()()211U j RC H j H j U jRCωωωϕω===∠+ 其中()H j ω传输特性的幅频特性。
电路的截止频率01RC ω=高通电路的幅频特性如4.3.4所示 当0ωω<<时，即低频时()1H jRC ωω=<<当0ωω>>时，即高频时，()1H j ω=。
RLC串联电路谐振特性实验方法的改进
ｕ ｕＲ Ｒ
精确 计算 出交 流电流 Ｉ 。式 中 Ｒ为 总 电阻 ， 为输 入 电压 和 电流 变化 的角 频率 ， Ｃ Ｏ
厂——————— ———— —一
ｚ ＋ 壶） √Байду номын сангаас（ ∞ 、 一
为 电路 的总阻抗 ， ｕ和 Ｉ 为有效 值 。在 改变 电阻 Ｒ测绘 另一 曲线 时 ， 均 由于 品质 因数
Ａｂｓｒ ｔ Ｗ ｅ ｉ ｒ ｖ ｈ ｘ ｒｍｅ ｔ ｏ ｅ ｏ ａ ｃ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｓ ｏ ｔａｃ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ｆｒ ｓ ｎ ｎ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｆ ＲＬＣ ｓ ｒｅ ｉｃ ｔｂ ｕ ｔ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｉ ｃ ｅ ｉｓ ｃｒ ｕｉ ｙ ｓ ｂｓ ｔ ｔｎ ｉ ｈ ｖ ｌａ ｅ ｔｓ ｎ ｂ ｔ ｎ ｓ ｏ ｏ ｈ ｏｔ ｇ ｅ ｔｏ ｏｈ ｅ ｄ ｆｔ ｅ ｒ ｓｓｏ ｏ ｔｇ ｅ ｔｏ ｏｈ ｅ ｄ ｆＬＣ ｆ ｒｔ ｅ ｖ ｌａ ｅ ｔ ｓ ｎ ｂ ｔ ｎ ｓｏ ｈ ｅ ｉｔ ｒＲ，ａ ｄ ｍａ ｅａ ｃ ｍｍｅ ｎ ｔ ｅ ｎ ｋ ｏ ｎｔｏ ｈ ｓ ｐ ｒｏ ｔ ｆｔ ｉ ｔ ｏ ｒｅ ｙ．Ｔｈ ｄｉ ｅ ｘ ｅ ｍｅ ｔｃ ｎ ｓ ｏ ｔ ａ ｕ ｅ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉｓｃ ｒ ｅ ｏ ｈ ｕ ｅ ｒ ｙ ｏ ｓ ｍｅ ｄ ｂ ｉ ｆ ｉ ｉ ｈ ｈ ｌ ｅ ｍｏ ｆ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｈ ｗ ｈｅ ｍｅ ｓ ｒ ｄ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔｃ ｕ ｃ ｆｔ ｅ ｉ ｉ ｉ ＲＬ ｒ ｓ ｎ ｎ ｅ ｏ ｓ ｉ ｏ ｃ ｐ Ｃ ｅ ｏ ａ ｃ ｎ ｏ ｃｌ ｓ ｏ ｅ． ｌ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ＲＬＣ ｓ ｒｅ ｅ ｏ ｎ ｉｃ ｉ ；ｔｓｉ ｇ ｍｅｈ ｄ；ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｄ ｅ ｉ ｓｒ ｓ ｎａ ｔｃｒ ｕ ｔ ｅ ｔｎ ｔｏ ｍｐ ｏ ｅ ｎ
RC、RL与RLC串联电路幅频和相频特性的研究
RC 、RL 及RLC 串联电路幅频和相频特性的研究【摘要】本文主要研究RC ，RL 和RLC 串联电路在不同频率的信号下的响应，在双踪示波器上同时观察电阻和电感（或电容）上输出电压幅度和相位差的变化，定量研究了RLC 串联电路的幅频特性和相频特性。
同时发现在实际的实验操作中，电阻，电容以及电感的参数的选择对本实验有很大的影响，掌握了幅频特性和相频特性的测量方法，使理论知识和实验容有机的结合起来。
【关键词】串联电路；RLC 电路；相频特性；幅频特性 1引言RC 、RL 和RLC 串联电路是大学物理实验的设计性实验之一，在交流电路中，幅频特性和相频特性是RC 、RL 和RLC 串联电路的重要性质，并在电子电路中被广泛应用。
本文对实验方法进行改进，采用幅频和相频特性的测量方法，观察各种参数变化，进一步了解各种参数对幅频特性和相频特性的影响。
2实验设计原理在RC ，RL ，RLC 串联电路中， 若加在电路两端的正弦交流信号保持不变，则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时，电流（或者某元件两端的电压）与频率之间的关系特性称为幅频特性；电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称位相频特性。
2.1 RC 串联电路电路如图1所示。
令ω表示电源的圆频率，U ，I ，R U ,C U 分别表示电源电压，电路中的电流，电阻R 上的电压和电容C 上的有效值。
ϕ表示电路电流I 和电源电压U 间的相位差，则： RC 总阻抗为：CjR Z ω1~-= （1） 其中Z ~的模为：221|~|⎪⎭⎫ ⎝⎛+==C R Z Z ω（2）CR R Cωωϕ1arctan 1arctan -=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= （3）ϕ为U 和I 之间的相位差，即 I U ϕϕϕ-= （4）根据交流欧姆定律，电阻上的电压为：IR U R = （5） 电容上的电压为：CIU C ω= （6） 总电压为：221⎪⎭⎫ ⎝⎛+=C R IU ω （7）图2为上述电压、电流（有效值）的矢量图，注：此处角度取逆时针方向为正值。
RC、RL及RLC串联电路幅频和相频特性的研究
RC 、RL 及RLC 串联电路幅频和相频特性的研究【摘要】本文主要研究RC ，RL 和RLC 串联电路在不同频率的信号下的响应，在双踪示波器上同时观察电阻和电感（或电容）上输出电压幅度和相位差的变化，定量研究了RLC 串联电路的幅频特性和相频特性。
同时发现在实际的实验操作中，电阻，电容以及电感的参数的选择对本实验有很大的影响，掌握了幅频特性和相频特性的测量方法，使理论知识和实验内容有机的结合起来。
【关键词】串联电路；RLC 电路；相频特性；幅频特性 1引言RC 、RL 和RLC 串联电路是大学物理实验的设计性实验之一，在交流电路中，幅频特性和相频特性是RC 、RL 和RLC 串联电路的重要性质，并在电子电路中被广泛应用。
本文对实验方法进行改进，采用幅频和相频特性的测量方法，观察各种参数变化，进一步了解各种参数对幅频特性和相频特性的影响。
2实验设计原理在RC ，RL ，RLC 串联电路中， 若加在电路两端的正弦交流信号保持不变，则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时，电流（或者某元件两端的电压）与频率之间的关系特性称为幅频特性；电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称位相频特性。
2.1 RC 串联电路电路如图1所示。
令ω表示电源的圆频率，U ，I ，R U ,C U 分别表示电源电压，电路中的电流，电阻R 上的电压和电容C 上的有效值。
ϕ表示电路电流I 和电源电压U 间的相位差，则： RC 总阻抗为：CjR Z ω1~-= （1） 其中Z ~的模为：221|~|⎪⎭⎫ ⎝⎛+==C R Z Z ω（2）CR R Cωωϕ1arctan 1arctan -=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= （3）ϕ为U 和I 之间的相位差，即 I U ϕϕϕ-= （4）根据交流欧姆定律，电阻上的电压为：IR U R = （5） 电容上的电压为：CIU C ω= （6） 总电压为：221⎪⎭⎫ ⎝⎛+=C R IU ω （7）图2为上述电压、电流（有效值）的矢量图，注：此处角度取逆时针方向为正值。
RC振荡电路的幅频特性及其调节方法
RC振荡电路的幅频特性及其调节方法RC振荡电路是一种常见的电路结构，在许多电子设备和系统中具有重要的应用。
本文将介绍RC振荡电路的幅频特性和调节方法，以帮助读者更好地理解和应用此类电路。
一、RC振荡电路的基本原理与特性RC振荡电路是由电容器和电阻器组成的电路，通过其中的正反馈机制产生振荡现象。
其基本原理如下：1.1 电路结构RC振荡电路由电容器和电阻器组成，常见的结构有三种：串联结构、并联结构和串并联结构。
具体的电路连接方式会影响振荡电路的特性表现。
1.2 振荡原理RC振荡电路利用正反馈作用产生振荡。
当电荷通过电容器，经过电阻器放电时，电压下降导致电流变化。
通过反馈回路作用，电容器重新充电，并且周期性地产生振荡。
1.3 振荡频率RC振荡电路的振荡频率与电容器和电阻器的数值有关。
一般而言，振荡频率等于1/(2πRC)，其中R为电阻值，C为电容值。
1.4 幅频特性RC振荡电路的幅频特性反映了电压信号在不同频率下的衰减情况。
振荡电路在一定频率范围内，能够产生相对稳定的输出信号。
幅频特性曲线通常为低频段增益较高、高频段增益较低的形态。
二、RC振荡电路的调节方法为了满足不同的应用需求，人们通常需要对RC振荡电路的振荡频率和幅频特性进行调节。
以下是常用的调节方法：2.1 调节电容值通过改变电容器的数值，可以调节RC振荡电路的振荡频率。
增大电容值会降低振荡频率，而减小电容值会提高振荡频率。
如果需要实现精确的频率调节，可以使用可变电容器。
2.2 调节电阻值改变电阻器的数值可以对RC振荡电路的振荡频率进行调节。
增大电阻值会降低振荡频率，而减小电阻值会提高振荡频率。
调节电阻值通常会对幅频特性产生影响，需要综合考虑调节的效果。
2.3 加入补偿网络为了改善RC振荡电路的幅频特性，可以在电路中加入补偿网络。
补偿网络可以通过串联或并联的方式，优化电路的幅频特性。
例如，在串联结构中，可以加入并联的电容器或电感器来改变电路的频率响应。
RC、RL及RLC串联电路幅频和相频特性的研究
RC、RL及RLC串联电路幅频和相频特性的研究RC、RL及RLC串联电路幅频和相频特性的研究【摘要】本文主要研究RC，RL和RLC串联电路在不同频率的信号下的响应，在双踪示波器上同时观察电阻和电感（或电容）上输出电压幅度和相位差的变化，定量研究了RLC串联电路的幅频特性和相频特性。
同时发现在实际的实验操作中，电阻，电容以及电感的参数的选择对本实验有很大的影响，掌握了幅频特性和相频特性的测量方法，使理论知识和实验内容有机的结合起来。
【关键词】串联电路；RLC电路；相频特性；幅频特性1引言RC、RL和RLC串联电路是大学物理实验的设计性实验之一，在交流电路中，幅频特性和相频特性是RC、RL和RLC串联电路的重要性质，并在电子电路中被广泛应用。
本文对实验方法进行改进，采用幅频和相频特性的测量方法，观察各种参数变化，进一步了解各种参数对幅频特性和相频特性的影响。
2实验设计原理在RC，RL ，RLC 串联电路中，若加在电路两端的正弦交流信号保持不变，则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时，电流（或者某元件两端的电压）与频率之间的关系特性称为幅频特性；电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称位相频特性。
2.1 RC 串联电路电路如图1所示。
令ω表示电源的圆频率，U ，I ，RU ,CU 分别表示电源电压，电路中的电流，电阻R 上的电压和电容C 上的有效值。
ϕ表示电路电流I 和电源电压U 间的相位差，则：RC 总阻抗为：CjR Z ω1~-= （1） 其中Z~的模为：221|~|⎪⎭⎫ ⎝⎛+==C R Z Z ω（2）CR R Cωωϕ1arctan 1arctan -=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= （3）ϕ为U 和I 之间的相位差，即IU ϕϕϕ-= （4）根据交流欧姆定律，电阻上的电压为：IRU R= （5）电容上的电压为：CIU Cω=（6）总电压为：221⎪⎭⎫ ⎝⎛+=C R IU ω （7）图2为上述电压、电流（有效值）的矢量图，注：此处角度取逆时针方向为正值。
RC电路频率特性的研究
RC电路频率特性的研究RC电路是由电阻（R）和电容（C）组成的电路。
在RC电路中，电阻和电容的相互作用会影响电路的频率特性。
研究RC电路的频率特性对于理解电路的行为非常重要。
首先，我们来研究RC电路的幅频特性。
幅频特性告诉我们，在不同频率下电路的输出信号的幅值如何变化。
在RC电路中，输出信号的幅值取决于输入信号的频率。
当输入信号的频率低于RC电路的截止频率时，输出信号的幅值会相对较高。
然而，当输入信号的频率高于截止频率时，输出信号的幅值会相对较低。
截止频率可以通过以下公式计算得出：截止频率=1/(2πRC)在截止频率下，RC电路的输出幅值下降到输入幅值的1/√2倍。
这是因为在截止频率下，电容对电路的阻抗达到最大值，从而导致电路的输出幅值减小。
接下来，我们来研究RC电路的相频特性。
相频特性告诉我们，输入信号和输出信号之间的相位差如何随着频率的变化而变化。
在RC电路中，当输入信号的频率低于截止频率时，输出信号的相位落后于输入信号。
然而，当输入信号的频率高于截止频率时，输出信号的相位超前于输入信号。
最后，我们来研究RC电路的群延迟特性。
群延迟是指输入信号在通过RC电路时的延迟时间。
在RC电路中，由于电容的充放电过程，导致输出信号的相位延迟。
群延迟=-d(相位)/d(频率)群延迟告诉我们，不同频率的输入信号通过RC电路时的相位差如何随着频率的变化而变化。
综上所述，研究RC电路的频率特性对于了解电路的行为非常重要。
幅频特性告诉我们输入和输出的幅值如何随着频率变化而变化，相频特性告诉我们输入和输出的相位差如何随着频率变化而变化，群延迟特性告诉我们输入信号通过电路的延迟时间如何随着频率变化而变化。
通过研究RC电路的频率特性，我们能够更好地理解电路的行为，并可以应用于各种电路设计和应用中。
RLC串联谐振电路实验方法改进探究
＋ｒｃ
)
２
＋
æ
ç
è
ωＬ
－１ ωＣ
ö
÷
ø
２
(７)
ＵＬＣ ＝
(
ｒ
Ｌ
＋ｒｃ
)
２
＋
æ
ç
è
ωＬ
－１ ωＣ
ö
÷
ø
２
������Ｕ
(
Ｒ
＋ｒＬ
＋ｒ
ｃ
)
２
＋
æ
ç
è
ωＬ
－
１ ωＣ
ö
÷
ø
２
(８)
但这需要保持信号源的输出电压为恒定值ꎬ这一
将式(７)(８)分别对 ω 进行求导:
过程会造成实验操作繁琐ꎮ 又ꎬ传统实验方法通 过绘制 Ｕｒ 谐振曲线ꎬ根据电压最大值判断谐振频 率ꎮ 如果在谐振点曲线变化平缓ꎬ学生就很难准 确判断出谐振频率ꎮ 为解决上述问题ꎬ尝试用电
图 １ ＲＬＣ 串联谐振实验电路图
负载的总阻抗模:
｜Ｚ｜ ＝
(
Ｒ
＋ｒＬ
＋ｒ
ｃ
)
２
＋
æ
ç
è
ωＬ
－
１ ωＣ
ö
÷
ø
２
(１)
由交流电路欧姆定律得ꎬ电路中电流:
收稿日期: ２０１８￣１０￣０２
５４
ＲＬＣ 串联谐振电路实验方法改进探究
Ｉ＝
Ｕ
(
Ｒ
＋ｒ
Ｌ
＋ｒ
ｃ
)
２
＋
æ
ç
è
ωＬ
－１ ωＣ
ö
÷
ø
２
电感和电容两端的电压为:
和切实可行的实验方案ꎮ
RC、RL及RLC串联电路幅频和相频特性的研究
RC 、RL 及RLC 串联电路幅频和相频特性的研究【摘要】本文主要研究RC ，RL 和RLC 串联电路在不同频率的信号下的响应，在双踪示波器上同时观察电阻和电感（或电容）上输出电压幅度和相位差的变化，定量研究了RLC 串联电路的幅频特性和相频特性。
同时发现在实际的实验操作中，电阻，电容以及电感的参数的选择对本实验有很大的影响，掌握了幅频特性和相频特性的测量方法，使理论知识和实验内容有机的结合起来。
【关键词】串联电路；RLC 电路；相频特性；幅频特性 1引言RC 、RL 和RLC 串联电路是大学物理实验的设计性实验之一，在交流电路中，幅频特性和相频特性是RC 、RL 和RLC 串联电路的重要性质，并在电子电路中被广泛应用。
本文对实验方法进行改进，采用幅频和相频特性的测量方法，观察各种参数变化，进一步了解各种参数对幅频特性和相频特性的影响。
2实验设计原理在RC ，RL ，RLC 串联电路中， 若加在电路两端的正弦交流信号保持不变，则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时，电流（或者某元件两端的电压）与频率之间的关系特性称为幅频特性；电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称位相频特性。
2.1 RC 串联电路电路如图1所示。
令ω表示电源的圆频率，U ，I ，R U ,C U 分别表示电源电压，电路中的电流，电阻R 上的电压和电容C 上的有效值。
ϕ表示电路电流I 和电源电压U 间的相位差，则： RC 总阻抗为：CjR Z ω1~-= （1） 其中Z ~的模为：221|~|⎪⎭⎫ ⎝⎛+==C R Z Z ω（2）CR R Cωωϕ1arctan 1arctan -=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= （3）ϕ为U 和I 之间的相位差，即 I U ϕϕϕ-= （4）RL 的总阻抗为：L j R Z ω+=~（10） 其模为：()22|~|L R Z Z ω+== （11）其辐角为：RLωϕarctan= （12） IR U R = (13)L I U L ω= (14) 22)(L R IU ω+= (15)图4图5图52.2.2相频特性图6 图7由式（12）和图7可知：从0逐渐增大并趋近于∞时，相应的8所示，不同于RC和RL电路：图8调节函数发生器的频率在f=100～3000之间，实个不同的频率点，用示波器分别测量电阻和电感的峰峰值电压R U 图10 RLC 实验装置参数的选择对本实验有很大的影响，不合适的元件参数下实验现象会出现不稳定，不明显甚至无法观察，这是实验时应当注意的。
RC、RL串联电路暂态实验改进
V 〇1.50 No .3Mar .2021教学参考实验研究只C 、i ?L 串联电路暂态实验改进*王鹏1杨文锦2(1.山西泽州县第一中学山西晋城 048000:2.太原工业学院山西太原 030008)文章编号：l 〇〇2-218X ( 2021)03-0049-02在电阻i ?、电容C 、电感L 等元件及直流电源组 成的一阶电路中，当接通或断开电路的瞬间，由于各元件的特性导致了回路中有一个不稳定的暂态过 程[1]。
暂态过程有许多重要的应用，但也有有害的一 面。
例如暂态过程中的过电压，过电流，其数值往往 要比正常工作的额定值大几倍，几十倍甚至几百倍， 这种过电压会使电路元件击穿，电气设备的绝缘损 坏[2]。
现有实验需要人为地拨动开关，即便是迅速拨 动也常常会出现信号的丢失[3][4]。
我们用信号发生 器的方波电压来代替人为切换开关，使实验更加的方 便和稳定。
接下来对方波电压下的尺C 串联电路和 尺L 串联电路暂态过程进行讨论。
一、i?C 电路的暂态过程1.手动充放电如图1所示，当开关向“1”闭合时，电源£：通过i ? (严格来说应包括电源内阻等回路的总电阻）对电容C 充电，达到平衡后，把开关快速从“1”合向“2”，电 容C 通过i ?放电。
充电过程通过电路分析 f +的电路方程为RcucJr I R = E ① ~~~卜duc中图分类号：G 632.4文献标识码：B因i =程可写成dur dt解得C At E 代人①式，方②IQI ^E图u c-=E (l -e -^)E _ R (W c③放电过程电路如图1所示，当达到平衡后，把开关快速从“1”合向“2”，电容C 通过i ?放电，其电路 方程为ducdt:0④此时给定初始值W (〇)=E ,方程（2-3)的特解为uc = E e~^⑤K由上述公式可知，我们取i ? = 3 000 f i ，C = 0. 1fzF ，f ：==10 V 时，在充、放电过程中，和〗均按指数 规律变化，随时间z 的变化曲线[5][6]由示波器观测 得如图2、图3所示。
RLC串联谐振电路实验误差的分析及改进
RLC 串联谐振电路实验误差的分析及改进一、摘要：从RLC 串联谐振电路的方程分析出发，推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗，并且基于Multisim仿真软件创建RLC 串联谐振电路，利用其虚拟仪表和仿真分析，分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。
其结果表明了仿真与理论分析的一致性，为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。
二、关键词：RLC；串联；谐振电路；三、引言谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。
通常，谐振电路由电容、电感和电阻组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。
由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。
比如，串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。
所以研究串联谐振有重要的意义。
在含有电感L 、电容C 和电阻R 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况，即频率特性。
Multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用，其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法，同时也缩短了产品的研发时间。
四、正文（1）实验目的：1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。
2.掌握谐振频率的测量方法。
3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。
4.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。
(2)实验原理：RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。
该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。
RLC串联电路谐振特性实验方法的改进
足测量要求 。 下面用具体的实验数据来说明 : 取 L = 0. 1 H , C = 0. 05 μF , R = 500 Ω ,信号源的输出电压保证在 各种频率测量时都是有效值 1000 mv。实验时从 1400Hz到 3000Hz依次改变频率 ,测量对应的 UR 、 ULC 值 。现摘录其中的部分数据如表 1 所示 :
U R (ω) = R
2 [2]
R + (ωL | ωL - Nhomakorabea1
U )
2
( 1)
ωC
ULC (ω) =
2
1 | ωC 1
U )
2
( 2)
R + (ωL -
ωC
( 2 )两式分别对 ω求导得到 ( 3 ) 、 ( 4 )式 : 将 ( 1) 、
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1 ′ ′ 的电压几乎相等 。而 ULC (ω)在 f0 处为 ULC (ω) = ±(L + 2 ) I (ω) ,它是不等于零且绝对值比较大 ,也 ωC 就是说 ULC在谐振点 f0 附近的 Δf内仍有较大的变化 ,用一般的仪器较为容易测出 ULC的最小值 ,从而准
确地测出谐振频率 f0 。 从物理意义上看 , UR 在谐振时最大 ,在 f0 附近是一个较大的 UR 值加上一个较小的 ΔUR 值 ,一般实 验仪器变化不太明显 ,要较为准确的测出最大值是不容易的 。而 ULC在谐振时 Um in是很小的 ,其变化率
幅频特性和相频特性实验报告
HUNAN UNIVERSITY 课程实验报告
题目：幅频特性和相频特性
学生姓名：
学生学号：
专业班级：
完成日期：2014年1月6号
一．实验内容
1、测量RC串联电路频率特性曲线
元件参数：R=1K，C=0.1uF，输入信号：Vpp=5V、
f=100Hz~15K正弦波。
测量10组不同频率下的Vpp，作幅频特性曲线。
2、测量RC串联电路的相频特性曲线
电路参数同上，测量10组不用频率下的相位，作相频特性曲线。
用李莎育图像测相位差。
3、测量RC串并联（文氏电桥）电路频率特性曲线和相频特性
曲线
二．实验器材
1kΩ电阻一个，0.1uf电容一个，函数信号发生器一台，示波
器一台，导线和探头线若干
三．实验目的
（1）研究RC串并联电路对正弦交流信号的稳态响应；
（2）熟练掌握示波器李萨如图形的测量方法,掌握相位差的测量方法；
（3）掌握RC串并联电路以及文氏电桥幅频相频特性特征。
四．实验电路图
100nF
100nF
五．实验数据及波形图
电阻的幅度与峰峰值与频率：
电容的幅度与峰峰值与频率：
串并联电路频率峰峰值与相位差：
当输入电压比输出电压=0.707(√3/2)时，其波形图如下：
1.电阻：
2.电容
3.串并联电路：
六．曲线图
电阻的幅频特性图：
相频特性图：
电容的幅频特性图：
相频特性：
串并联电路相频特性：
幅频特性：
七．实验心得
通过该实验，我掌握了RC电路的相频与幅频特性的基本特征。
rc正弦波振荡器实验改进建议
rc正弦波振荡器实验改进建议
RC正弦波振荡器是一种基于RC电路的信号发生器，通过调整RC电路中电阻和电容的数值，可以产生一定频率和幅度的正弦波输出。
这种振荡器在实际应用中具有广泛的用途，如在电子仪器中作为参考信号、在通信系统中作为频率标准等。
针对RC正弦波振荡器实验的改进建议，我提出以下几点：
1. 选择合适的元器件：在实验中使用合适的电阻和电容，能够让电路产生更加稳定和精确的正弦波输出。
建议使用精度更高的电容和电阻，并且在选择电容时要考虑它的温度系数和频率响应等因素。
2. 优化电路参数：通过调整RC电路中电阻和电容的数值，可以影响电路的振荡频率和幅度。
建议在实验中根据需要对电路参数进行优化，以达到更好的性能和稳定性。
3. 提高实验精度：在实验中应该尽可能地减小误差，提高实验的精度。
可以采用更加精确的测试仪器，如示波器、频率计等，同时注意实验操作的规范和精细程度。
4. 加强理论知识的学习：RC正弦波振荡器的原理涉及到电路理论、信号处理、
控制系统等方面的知识。
建议在实验前加强相关理论的学习，以便更好地理解电路的工作原理和实验过程中的各种现象。
5. 尝试其他振荡器电路：除了RC正弦波振荡器，还有其他类型的振荡器电路，如LC正弦波振荡器、晶体振荡器等。
在实验中可以尝试其他类型的振荡器电路，以便对不同类型的振荡器有更深入的了解和掌握。
RC网络频率特性和选频特性的研究
实验十一 RC 网络频率特性和选频特性的研究一、 实验目的1．研究RC 串、并联电路及RC 双T 电路的频率特性；2．学会用交流毫伏表和示波器测定RC 网络的幅频特性和相频特性； 3．熟悉文氏电桥电路的结构特点及选频特性。
二、 原理说明图11-1所示的RC 串、并联电路的频率特性：01()13()iU N j U j RC RCωωω∙∙==+-其中幅频特性为：()iU A U ω==相频特性为：01()arctan3i RC RC ωωϕωϕϕ-=-=-幅频特性和相频特性曲线如图11-2所示，幅频特性呈带通特性。
当角频率1RC ω=时，1()3A ω=，()0ϕω=，0u 与i u 同相，即电路发生谐振，谐振频率为012f RCπ=。
也就是说，当信号频率为0f 时，RC 串、并联电路的输出电压0u 与i u 输入电压同相，其大小是输入电压的三分之一，这一特性称为RC 串、并联电路的选频特性，该电路又称为文氏电桥。
测量频率特性用‘逐点描绘法’，图11-3表明用交流毫伏表和双踪示波器测量RC 网络频率特性的测试图，在图中，测量幅频特性：保持信号源输出电压（即RC 网络输入电压）i U恒定，改变频率f ，用交流毫伏表监视i U ，并测量对应的RC 网络输出电压0U ，计算出他们的比值0iU A U =，然后逐点描绘出幅频特性； 测量相频特性：保持信号源输出电压（即RC 网络输入电压）i U 恒定，改变频率f ，用交流毫伏表监视i U ，用双踪示波器观察0u 与i u 波形，如图11-4所示，若两个波形的延时为t ，周期为T ，则它们的相位差360tTϕ=⨯，然后逐点描绘出相频特性。
用同样的方法可以测量RC 双T 电路的幅频特性，RC 双T 电路见图11-5，其幅频特性具有带阻特性，如图11-6所示。
三、 实验设备1．信号源（含频率计） 2．交流毫伏表 3．双踪示波器4．EEL-33组件（含RC 网络）或EEL-53组件四、 实验内容1．测量RC 串、并联电路的幅频特性实验电路如图11-3所示，其中，RC 网络的参数选择为：2R k =Ω, 0.22C F μ=(在EEL-33组件上)，信号源输出正弦波电压作为电路的输入电压i u ，调节信号源输出电压幅值，使2i U V =。
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用 图 １中 （ ａ ）与 （ ｂ ） 两个 电路 图分别进 行操 作 ， 而 且在 实验 过程 中时刻 需 要 注 意 的是 ， 取 不 同 的频 率值 ， （ ａ ） 与（ ｂ ）电路 中 的 Ｕ 要 始终保 持 不变 。 与
为函数信号发生器输 出的正弦波信号 ， 其输 出频
率值 由仪器 直 接显 示 ， Ｒ 为 电阻 器 ， Ｃ为 可调 电容
经 过反 复 推 敲 及无 数 次 的实验 ， 最 终 发 现 只 要 在原 有实 验器 材 的基础 上再 增加 一个 双 刀双掷 开关 就 能巧 妙地 完 成 表 １的数 据 ， 改进 后 的测 试 电路 如 图 ３所示 ， 测量 结果 如表 ２ 所示。
（ ａ ）
（ ｂ ）
在 调节 Ｓ的输 出幅 度 时 ， 同样 需保 持 在各 种
际 问题 的初 步能 力 。
３ 结
论
实践证 明， 对传统 Ｒ Ｃ串联 电路幅频特性实
一
箱， ⑨为交流毫伏表， Ｋ为单刀双掷开关［ ３ ］ 。
当开关 接 到“ ３ ” 时， 交流 毫伏 表测 量 Ｓ的输 出
其 一种 频率 下用 两个 电路并 调节 两 次 Ｌ ， ， 不 如用
一
个 电路并 只调 节一 次 Ｕ 来 完成 实验 。
电压有效值 ， 调节 ５的输出幅度 ， 保持在各种频率
图 １中 （ ａ ）与 （ ｂ ）两 个 电路 图 ， 我 们 的 初 步 设 想 是： 在原 有 实验 器 材 的基 础 上 再 增 加一 台交 流 毫
伏表； 把 原有 的单 刀 双掷 开 关 换 成 双 刀 双掷 开 关 如 图 ２所示 。 可 惜 的是 在 实 际实 验操 作 过程 中是 行 不通 的 。
对 传统 Ｒ Ｃ 串联 电路 幅 频 特 性 实验 的 改进
郑世燕 ， 温 国 力
（ 泉州师范学院 ， 福建 泉州 ３ ６ ２ ０ ０ ０ ）
摘
关 键
要： 结合教学实践 ， 对传统 Ｒ Ｃ串联 电路 幅频特性实验进行改进 ， 并付 渚实践取得 良好的效果 。
词： Ｒ Ｃ串联 电路 ； 幅频特性 ； 电压 ； 频率
图１ 现 有 教 材 中 ＲＣ串 联 电 路 幅 频 特 性 测 试 电 路
频 率测 量 时 ， 严格 恒定 ， 此 时 只要 把 开 关 Ｋ 接
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ９ 一 Ｏ ４
基金项 目： 泉州师范学院 ２ ０ １ ３年度 开放 实验项 目资助 （ ２ ０ １ ３ ０ １ ０ ７ ）
测量时， 严 格 恒定 。 当开 关接 到“ １ ” 时， （ ａ ） 电路 用 于测 量 电阻 Ｒ两 端 的电压 随 函数 信号 发 生 器 频率 － 厂 变 化关 系 ， 而（ ｂ ） 电路 用 于测量 电容 Ｃ两
２ 改进后 的实验方案及测 量结果
为达到 用 一 个 电路 就 能完 成 表 ｌ数 据 ， 分 析
与传 统测试 电路 相 比， 改进 后 的 电路 在 一 定 程度 上 得到 了学 生 们 的青 睐 ， 原 因有 三 ： 第一 ， 在 实 际实 验过程 中若 用 图 １电路完 成实 验需 要连 接 两 次 电路 ， 而 用 图 ３电路 只 需 连 接 一 次 电 路 ； 第 二， 用图 １ 电路进 行实 验 ， 表 １中的 １ ３ 个 频率 测 试 点， 需 要调 节 ２ ６次 ， 而用 图 ３电路 进行 实 验 只 需调节 １ ３次 Ｕｓ ； 第三 ， 图 １中 （ ａ ） 与（ ｂ ） 两个 电路 有相 似之处 ， 在 实 验 操作 技 能 训 练 上 部分 学 生嫌 重复 ， 产生 应付 实验 等消 极态 度 。 总之 ， 改进 后 的 电路 在 一 定 程度 上 节 省 了实 验 操作 时 间 。同时学 生也 积极 参与 该实 验项 目的 改进 ， 一定 程度 上 培 养 了他 们 实 验 研究 和解 决 实
变 。各元 件 上 的电压 随 电源频 率＿ ２ ］ 变 化 的规律 称 为 电路 的 幅频特 性 。
对于 Ｒ Ｃ串联 电路 ， 按 教材 中图 １ 所 示 电路对 其 幅频 特性 测试 进 行 并 完 成 表 １的数 据 。 图中 Ｓ
一 一 一 一 一 猢
不难 从 图 １ 和表 １ 看 出， 要完成 表 １ 数 据需 要
Байду номын сангаас
对传统 Ｒ Ｃ串联 电路 幅频特性实验 的改进
到“ ３ ” ， 双 刀双 掷 开关有 无 闭合 都行 。 当开关 Ｋ 接 到“ １ ” ， 双 刀双 掷开关 接 到“ Ｃ、 Ｒ” ’ 时， 此 时 电路用 于测 量 电阻 Ｒ 两端 的 电压 随 函数 信号 发 生器 频率 厂变 化关 系 ； 而 当开关 Ｋ 接 到“ １ ” ， 双 刀 双掷 开关 接 到“ Ｃ’ 、 Ｒ” 时， 此 时 电路用 于测 量 电容 Ｃ两 端 的电压 Ｕｃ随频率 厂 变 化关 系 。 取 厂为横 坐标 ， Ｕ 和 为纵 坐标 ， 就可 绘 出 Ｒ Ｃ串联 电路的电压 与频率 的特 』 生曲线 ， 如图４ 所示 。 由此我们实现 了用一个 电路完成表 １ 数据的 目标 。
第 ２ ７卷
第 １ 期
大
学
物
理
实
验
Ｖｏ １ ． ２ ７ ＮＯ ． ］ Ｆｅ ｂ ． ２ ０１ ４
２ ０ １ ４年 ２月
ＰＨＹＳ ｌ ＣＡＬ ＥＸＰ ＥＲＩ Ｍ ＥＮＴ ０Ｆ （ ） Ｉ ＬＥ ＧＥ
文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ２ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ ０ ０ ４ ７ — ０ ２
文 献标 志 码 ： Ａ
中 图分 类 号 ： ＴＭ ９ ３ ０ ． １ ２
１ 问题 的提 出
由电磁 学＿ 】 ］ 理论可知 ， 当把 简 谐 交 流 电压 加 在 由 电阻 、 电感 、 电容 组 成 的 电路 时 ， 电路 中 的 电 流 和各元 件上 的电压 降将 随 电源频 率 的不 同而改