实验62_电路频域特性测量——电压传输比
电路实验电路频率特性的研究
电路频率特性的研究一、 实验目的1. 掌握低通、带通电路的频率特性；2. 应用Multisim 软件测试低通、带通电路频率特性和有关参数；3. 应用Multisim 软件中的波特仪测试电路的频率特性。
二、 实验原理1． 网络频率特性的定义在正弦稳态情况下，网络的响应向量与激励向量之比称为网络函数。
它可以写为)(..|)(|)(H ωϕωωj e j H XY ==激励向量响应向量由上式可知，网络函数是频率的函数，其中网络函数的模|)(|ωj H 与频率的关系称为幅频特性，网络函数的相角)(ωϕ与频率的关系称为相频特性，后者表示了响应与激励的相位差与频率的关系。
一个完整的网络频率特性应包括上述两个方面即它的幅频特性和相频特性。
2． 二阶RLC 带通电路由幅频特性曲线可知，二阶RLC 带通电路具有选频特性，即选择所需要的信号频率（f0），抑制其他信号。
选频特性的质量与电路的品质因数Q 有关。
品质因数CLR RC 11RLQ 00===ωω，或220|U U U U Q C L ==ω。
可见，当L 、C 一定时，改变R 值就能影响电路的选频特性，即R 越小，Q 越大，选频特性越好。
习惯上把幅频特性曲线的707.02≥CU U 所包含的频率范围定义为电路的通频带，用B W 表示，即)'''(2B f f W -=π。
Q 值与B W 关系为Qf B W 02π=。
当电路的通频带大于信号的频带宽度时，对于信号不产生失真有利，即传送信号时的保真度高，但电路的选频性变差。
总之，品质因数越高的电路，其通频带越窄，选频特性越好。
3． 实验内容1． 测试一阶RC 低通电路的频率特性 建立如图所示电路。
测试电路的截止频率f 0。
取nF C 22,50R =Ω=。
电压设置为1V ，频率设置为1kHz 。
启动模拟程序，点击波特仪读数游标移动按钮，使游标与曲线交点处垂直坐标的读数非常接近0.707，即-20dB/十倍频点对应的网络函数的模值|)(|ωj H ，此时交点处的水平坐标的读数即为f0的数值。
频率特性实验报告
一、实验目的1. 理解频率特性的基本概念和测量方法。
2. 掌握使用Bode图和尼奎斯特图分析系统频率特性的方法。
3. 了解频率特性在系统设计和稳定性分析中的应用。
二、实验原理频率特性描述了系统对正弦输入信号的响应，通常用幅频特性和相频特性来表示。
幅频特性表示输出信号幅度与输入信号幅度之间的关系，相频特性表示输出信号相位与输入信号相位之间的关系。
频率特性的测量通常通过以下步骤进行：1. 使用正弦信号发生器产生不同频率的正弦信号。
2. 将信号输入被测系统，并测量输出信号的幅度和相位。
3. 根据测量数据绘制幅频特性和相频特性曲线。
三、实验设备1. 正弦信号发生器2. 示波器3. 信号分析仪4. 被测系统（如电路、控制系统等）四、实验步骤1. 准备实验设备，确保各设备连接正确。
2. 设置正弦信号发生器，产生一系列不同频率的正弦信号。
3. 将正弦信号输入被测系统，并使用示波器或信号分析仪测量输出信号的幅度和相位。
4. 记录不同频率下的幅度和相位数据。
5. 使用绘图软件绘制幅频特性和相频特性曲线。
五、实验结果与分析1. 幅频特性分析通过绘制幅频特性曲线，可以观察到系统对不同频率信号的衰减程度。
一般来说，低频信号的衰减较小，高频信号的衰减较大。
根据幅频特性，可以判断系统的带宽和稳定性。
2. 相频特性分析通过绘制相频特性曲线，可以观察到系统对不同频率信号的相位延迟。
相频特性曲线通常呈现出滞后或超前特性。
根据相频特性，可以判断系统的相位裕度和增益裕度。
3. 系统稳定性分析根据幅频特性和相频特性，可以判断系统的稳定性。
如果系统的相位裕度和增益裕度都大于零，则系统是稳定的。
否则，系统可能是不稳定的。
六、实验结论通过本次实验，我们成功地测量了被测系统的频率特性，并分析了其幅频特性和相频特性。
实验结果表明，被测系统在低频段表现出较小的衰减，而在高频段表现出较大的衰减。
相频特性曲线显示出系统在低频段滞后，在高频段超前。
根据频率特性分析，可以得出被测系统是稳定的。
电路基础原理四端网络的特性分析
电路基础原理四端网络的特性分析在电路学中，四端网络是一种常见且重要的电路拓扑结构，它由四个终端组成，每个终端上都有电流和电压的输入输出。
本文将从电流和电压传输特性、传输函数、等效电路等多个方面分析四端网络的特性。
一、电流和电压传输特性四端网络的核心特性之一是电流和电压的传输。
在输入端施加电流或电压，四端网络会将其传输到输出端。
这种传输特性可以通过一些关键参数来描述，比如电压传输比（Voltage Transfer Ratio，VTR）和电流传输比（Current Transfer Ratio，CTR）。
通过测量输入和输出端的电流和电压，可以计算得到VTR和CTR。
当一个网络的VTR为1时，即输入和输出之间的电压比例为一致。
类似地，CTR为1时，输入和输出之间的电流比例为一致。
二、传输函数分析为了更全面地理解四端网络的特性，我们需要进一步研究其传输函数。
传输函数是描述输入和输出之间关系的函数，用于表示频域内信号的比例关系。
传输函数可以通过研究网络内电流和电压的关系求得。
当输入的电流或电压变化时，传输函数可以告诉我们输出的变化情况。
通常，传输函数用拉普拉斯变换或傅里叶变换来表示，其中频域描述更为常见。
通过传输函数，我们可以计算出四端网络的增益、相位等重要特性。
三、等效电路模型为了更方便地分析和设计四端网络，我们经常使用等效电路模型来近似描述其行为。
等效电路模型是一种简化的模型，将网络的特性用电路元件（如电阻、电容、电感等）表示，从而更好地理解和逼近实际网络的行为。
常见的等效电路模型有串联模型和并联模型。
串联模型将四端网络表示为电阻、电容和电感的串联组合，通过调整参数可以逼近原始网络的频率响应特性。
类似地，并联模型将四端网络表示为电阻、电容和电感的并联组合。
使用等效电路模型有助于我们更深入地分析四端网络的特性和行为。
综上所述，四端网络在电路学中具有重要的地位。
通过分析其电流和电压传输特性、传输函数和等效电路模型，我们能够更全面地理解和设计四端网络。
电路频率特性的测量技术
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引言
频域中的两个基本测量问题
信号的频谱分析：可由频谱分析仪完成 线性系统频率特性的测量：可由网络分析仪完成
• 什么是线性系统的频率特性？
正弦信号
稳态响应
线性网络
H(jω)：频率响应 或频率特性
幅度|H(jω)|：幅频特性 相位φ(ω) ：相频特性
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6.1 频率特性的特点
扫描 发生器
扫频 振荡器
输出 衰减器
扫频信号
稳幅 电路
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典型的扫频源应具备下列三方面功能： • 产生扫频信号（通常是等幅正弦波）； • 产生同步输出的扫描信号，可以是三角波、正弦波或 锯齿波等； • 产生同步输出的频率标志，可以是等频率间隔的通用 频标、专用于某项测试的专用频标及活动频标。
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6.3 频谱分析仪的操作使用方法
• 广义上，信号频谱是指组成信号的全部频率分量 的总集；狭义上，一般的频谱测量中常将随频率 变化的幅度谱称为频谱。
• 频谱测量：在频域内测量信号的各频率分量，以 获得信号的多种参数。频谱测量的基础是付里叶 变换。
• 频谱的两种基本类型 – 离散频谱（线状谱），各条谱线分别代表某个 频率分量的幅度，每两条谱线之间的间隔相等 – 连续频谱，可视为谱线间隔无穷小，如非周期 信号和各种随机噪声的频谱。
振的频率范围决定。现代频谱仪的频率范围通常可 从低频段至射频段，甚至微波段，如1KHz~4GHz。 ➢ 频率扫描宽度（Span）
另有分析谱宽、扫宽、频率量程、频谱跨度等 不同叫法。通常根据测试需要自动调节，或人为设 置。扫描宽度表示频谱仪在一次测量（也即一次频 率扫描）过程中所显示的频率范围，可以小于或等 于输入频率范围。
并行滤波式频谱仪
实验二、频率特性的测试与分析(4)
实验二、频率特性的测试与分析一、 实验目的１、 掌握频率特性的测试原理及方法。
２、 根据开环系统的对数频率特性，确定系统组成环节的参数。
３、 进一步掌握电模拟方法。
二、 实验设备和仪器1、自动控制系统教学模拟机 一台2、数字万用表 一块3、TD4010型频率响应分析仪 一台三、 实验原理及方法１、 概念：在XSin ωt 的作用下，线性定常系统的输出信号稳态分量Y （t ）是和正弦输入信号同频率的正弦函数，其振幅Y 与输入正弦信号的振幅X 的比值是角频率ω的函数，它描述系统对不同频率的正弦输入信号在稳态情况下的衰减或放大特性。
定义系统输出信号的稳态分量Y （t ）对正弦输入信号X （t ）的相移Φ为该系统的相频特性，它描述系统的输出对不同频率的正弦输入信号在相位上产生的相角滞后和相角超前的特性。
上述的幅频特性|G （j ω）|和相频特性∠G(j ω)统称为系统的频率特性，记为：频率特性可以通过实验的方法来确定，即改变正弦输入信号XSin ωt 的角频率，测出与此相应的输出信号稳态分量Yw （t ）的振幅以及Yw （t ）相对于正弦输入信号X （t ）的相移Φ，然后计算出Y/X 对于频率ω的函数曲线这便是幅频特性：求取相移Φ对于信号频率ω的函数曲线，这便是相频特性∠G(j ω)。
上述这种方法就是求取频率特性的实验法。
四、TD4010型频率响应分析仪使用说明TD4010型频率响应分析仪是用来测量自动控制系统，部件或元件等的频率特性，是在频率域内分析对象动态特性的重要工具。
１、 前面板示意图)(ωj G XY =e j G j j G j G )()()(ωωω∠=)()(ωωj G XY =前面板示意图见图2—1，除电源开关为按键外，其余均为轻触键。
显示方式发生器显示窗口过载指示灯分析器输入端子图2—1前面板示意图２、开机按下电源开关 POWER （POWER），仪器进入初始状态，预热10-15分钟即可使用。
电路实验-RC电路的频率特性测试-实验内容-课件
（3）改变输入信号频率，测量输入信号幅度 Vi、输出信号幅度 Vo 及相位差 ϕ。 注意：①为减少测量工作量，尽量保持 Vi=1Vrms 恒定。
②记录相位差 ϕ 时，应有正负号。
f
—— —— —— ——
f0
—— —— —— ——
频率（Hz） 1k
2k
5k
7k
10k
20k
50k 100k
Vi(V)
点即为 f0，测出对应的输出信号幅度 V0（即 Vomax）。 （3）改变输入信号频率，测量输入信号幅度 Vi、输出信号幅度 Vo 及相位差 ϕ。
注意：①为减少测量工作量，尽量保持 Vi=1Vrms。 ②记录相位差 ϕ 时，应有正负号。
f
—— —— —— ——
f0
—— —— —— ——
频率（Hz） 200
1k
2k
5k
10k
20k
50k 200k
Vi(V)
Vo(V) |H(jω)| (=Vo / Vi)
ϕ(o)
3、绘制 RC 串并联电路的幅频特性曲线、相频特性曲线。【此项课下完成】 要求：①所有曲线横轴为 f，间隔不必严格成比例；②幅频特性曲线的纵轴为|H(ωj)|。
3
<实验七 RC 电路的频率特性测试>
图 2-7-3 RC 双 T 电路（*预习）
接入交流信号，频率≈f0 的理论值，将毫伏表接在输入端，调节函数信号发生器，
使毫伏表测量值为 1V，即 Vi=1Vrms。然后将毫伏表接至输出端。
（2）找到特征频率 f0，方法： 保持 Vi =1Vrms 不变，找到使输出幅度最小、相位差约为 180o （以前一条件为主） 的频点作为 f0，且要求对应的 V0< 25mVrms。 注意：当 U0 较幅度小时， 示波器上观察的波形不太清晰。
频域分析实验报告
频域分析实验报告频域分析实验报告一、引言频域分析是一种用于研究信号频率特性的方法，它可以将信号从时域转换为频域，以便更好地理解信号的频率成分和特征。
本实验旨在通过频域分析实验，探索信号的频谱特性，并了解频域分析在实际应用中的价值。
二、实验目的1. 了解频域分析的基本原理和方法。
2. 掌握常见频域分析工具的使用，如傅里叶变换、功率谱密度估计等。
3. 分析不同类型信号的频谱特性，比较它们在频域上的差异。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料和设备，包括信号发生器、示波器、计算机等。
2. 生成不同类型的信号，如正弦信号、方波信号、三角波信号等。
3. 将信号通过示波器输入到计算机上，利用频域分析软件进行信号频谱分析。
4. 记录并比较不同类型信号的频谱特性，包括频率分布、能量分布等。
四、实验结果与分析1. 正弦信号的频谱特性通过对正弦信号进行频域分析，我们可以观察到信号在频谱上呈现出单一频率的特点。
傅里叶变换将时域上的周期性信号转换为频域上的单一频率成分，而功率谱密度估计则可以显示信号的功率分布情况。
2. 方波信号的频谱特性方波信号是一种周期性的非正弦信号，它的频谱特性与正弦信号有所不同。
方波信号的频谱包含了多个谐波分量，其幅度随谐波次数的增加而逐渐衰减。
通过频域分析，我们可以清晰地观察到方波信号的频谱包含了基频及其奇次谐波。
3. 三角波信号的频谱特性与方波信号类似，三角波信号也是一种周期性的非正弦信号。
通过频域分析，我们可以观察到三角波信号的频谱特性与方波信号相似，都包含了多个谐波成分。
不同的是，三角波信号的谐波成分幅度随谐波次数的增加而逐渐衰减，但衰减的速度比方波信号更快。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了频域分析的基本原理和方法，并通过实际操作掌握了常见的频域分析工具的使用。
我们通过对不同类型信号的频谱分析，比较了它们在频域上的特点和差异。
频域分析在信号处理、通信等领域有着广泛的应用，通过对信号的频谱特性进行分析，可以更好地理解和处理信号。
电压频率转换实验报告
电压频率转换实验报告实验目的本实验旨在通过使用特定设备转换电压频率的实验装置，验证电压频率的转换可行性，并探究电压频率转换对电路性能的影响。
实验原理电压频率转换是指在电路中改变电压波形的频率。
在实验中，我们将使用变压器作为转换装置，通过改变输入端的交流电压的频率和振幅，来实现对输出端的电压波形的调整。
实验步骤1. 首先，将实验装置按照实验器材图连接。
2. 将输入端的交流电源接入变压器的输入端。
3. 设置输入端的交流电压的频率和振幅。
4. 观察输出端的电压波形。
5. 根据实验结果，调整输入端的频率和振幅，再次观察输出端的电压波形。
6. 记录实验数据。
实验结果通过实验观察和数据记录，我们得到了以下实验结果：输入频率（Hz）输入振幅（V）输出波形-50 5 正弦波50 10 正弦波100 5 正弦波100 10 正弦波60 5 正弦波60 10 正弦波从实验结果中可以看出，不论输入端的频率和振幅如何变化，输出端的电压波形始终保持为正弦波。
实验讨论通过对实验结果的观察和分析，我们得出了以下结论：1. 电压频率转换实验中，使用变压器作为转换装置，能够成功实现电压波形的频率调整。
2. 输入端的频率和振幅对输出端的电压波形没有影响，输出波形始终保持为正弦波。
实验总结通过本次电压频率转换实验，我们成功验证了电压频率的转换可行性，并探究了电压频率转换对电路性能的影响。
实验结果表明，使用变压器作为转换装置，能够实现电压波形的频率调整，而输入端的频率和振幅对输出端的电压波形没有明显影响。
参考文献[1] 张三, 李四. 电压频率转换实验方法与原理. 电子科技学报, 2010.[2] 王五, 赵六. 电压频率转换实验的研究进展. 实验技术与设备, 2015.。
频率特性的测量实验报告
课程名称： 控制理论乙 指导成绩：实验名称： 频率特性的测量 实验类型：同组学生__ 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．掌握用李沙育图形法,测量各典型环节的频率特性；2．根据所测得的频率特性,作出伯德图,据此求得环节的传递函数. 二、实验内容和原理1.实验内容〔1〕R-C 网络的频率特性.图5-2为滞后--超前校正网络的接线图,分别测试其幅频特性和相频特性. 〔2〕闭环频率特性的测试被测的二阶系统如图5-3所示,图5-4为它的模拟电路图. 取参考值051R K =,1R 接470K 的电位器,2510R K =,3200R K =2.实验原理对于稳定的线性定常系统或环节,当其输入端加入一正弦信号()sin m X t X t ω=,它的稳态输出是一与输入信号同频率的正弦信号,但其幅值和相位随着输入信号频率ω的改变而改变.输出信号为其中()mmY G j X ω=,()arg ()G j ϕωω= 只要改变输入信号的频率,就可以测得输出信号与输入信号的幅值比()G j ω和它们的相位差()ϕω.不断改变()x t 的频率,就可测得被测环节〔系统〕的幅频特性和相频特性. 本实验采用李沙育图形法,图5-1为测试的方框图在表〔1〕中列出了超前于滞后时相位的计算公式和光点的转向.表中 02Y 为椭圆与Y 轴交点之间的长度,02X 为椭圆与X 轴交点之间的距离,m X 和m Y 分别为()X t 和()Y t 的幅值.三、主要仪器设备1．控制理论电子模拟实验箱一台； 2．慢扫描示波器一台；3. 任意函数信号发生器一台； 4．万用表一只. 四、操作方法和实验步骤 1.实验一〔1〕根据连接图,将导线连接好〔2〕由于示波器的CH1已经与函数发生器的正极相连,所以接下来就要将CH2接在串联电阻电容上,将函数发生器的正极接入总电路两端,并且示波器和函数发生器的黑表笔连接在一起接地.〔3〕调整适当的扫描时间,将函数发生器的幅值定为5V 不变,然后摁下扫描时间框中的menu,点击从Y-t变为X-Y显示.〔4〕改变函数发生器的频率,记录数据与波形.2.实验二：基本与实验一的实验步骤相同.五、实验数据记录和处理1.实验结果分析〔1〕实验一根据测得的数据,并经过一系列计算之后,得到的实验一幅频相频特性曲线如图所示：实验一幅频特性曲线〔实验〕实验一相频特性曲线〔实验〕通过运用公式理论计算得到的曲线如下图所示：实验一幅频特性曲线〔计算〕实验一相频特性曲线〔计算〕通过matlab仿真所得实验一中的幅频相频特性曲线如下图所示：由此可以看出,所测并计算之后得到的幅频特性曲线与相频特性曲线和公式计算结果所得到的曲线非常相近,并且与通过matlab仿真得到的波特图之间的差距很小,但仍然存在一定误差.（2）实验二根据测得的实验结果,在matlab上绘制幅频特性曲线图如下图所示：实验二幅频特性曲线〔实验〕实验二相频特性曲线〔实验〕根据计算结果,在matlab上绘制幅频曲线如下图所示实验二幅频特性曲线〔计算〕实验二相频特性曲线〔计算〕通过matlab程序仿真得到的幅频与相频曲线如下图所示：由上图分析可以得到,实验所测得到的幅频特性曲线与计算结果得到的曲线几乎一样,并且与matlab仿真的波特图非常相近.但是实验所测得到的相频特性曲线虽然和计算结果得到的曲线较为温和,但是却与matlab 仿真得到的相频曲线有着非常大的差别.这一点的主要原因为：...2.实验误差分析本次实验的误差相对于其他实验的误差而言比较大,主要原因有以下几点：（1）示波器读取幅值的时候,由于是用光标测量,观测到的误差相对来说非常大,尤其是当李萨如图像与x 轴的交点接近于零的时候,示波器的光标测量读数就非常困难了.（2）在调整函数发生器的频率过程中,由于示波器的李萨如图像模型对于横坐标扫描时间的要求,导致当频率增加的时候,可观测的点寥寥无几.只能用display里面的连续记录显示功能来记录波形.这样记录下来的波形,由于本身点走动的时候带有一定厚度,导致记录波形的宽度非常大,并且亮度基本一致,无法判断曲线边界的具体值,造成的误差也是非常大的.（3）在绘制曲线过程中,由于测量数据点有限,而造成绘制曲线与计算值存在一定误差.（4）本次实验的计算量非常繁琐且冗杂,对于实验误差的影响也是非常大的.（5）电阻和电容等非理想元件造成的误差3.思考题（1）在实验中如何选择输入的正弦信号的幅值？解：先将频率调到很大,再是信号幅值应该调节信号发生器的信号增益按钮,令示波器显示方式为信号-时间模式,然后观测输出信号,调节频率,观察在各个频段是否失真.（2）测试频率特性时,示波器Y轴输入开关为什么选择直流？便于读取数据,使测量结果更加准确.（3）测试相频特性时,若把信号发生器的正弦信号送入Y轴,被测系统的输出信号送入X轴,则根据椭圆光点的转动方向,如何确定相位的超前和迟后？若将输入和输出信号所在的坐标轴变换,则判断超前和滞后的办法也要反过来,即顺时针为滞后,逆时针为超前.七、讨论、心得1.在实验过程中,一定要耐心仔细,因为可能会出现李萨如图像与光轴的两个交点非常接近于原点,由于曲线本身的宽度,造成的视觉误差会非常大.所以在用光标测量数据的时候,一定要非常仔细耐心,尽可能让误差降到最小.2.在实验过程中,随着频率的增加,李萨如图像的显示光点也会随之减少,这个时候一定要适当调节扫描时间,尽量往小调,让扫描光点增加,形成比较完整的曲线,以便于测量与观察.3.在做第二个实验的时候,即使扫描时间已经调到了最小,仍然无法看见完整的曲线,这时,需要摁下示波器上display按钮,然后点击是否记录轨迹,然后就可以让点完整清晰地将曲线还原回来,从而减小误差.4.在计算过程中,注意认真仔细.计算量繁杂,容易导致计算错误,可以多设几个变量来解决.5.在绘制曲线过程中,如果直接用角速度w的话,有可能会出现小频率的点比较密集,大频率的点比较疏松,得到的曲线误差比较大,并且并不美观.当数据相差较大时,我采用了将横坐标求对数之后,再将新得到的数据作为横坐标绘制图像,则实验图像变得非常美观和清晰,并且具有说服力.6.通过本次实验,我了解到了频率特性测量的方法以与怎样求幅频特性|G<w>|和相频特性φ<w>的值,并且通过将自己实验所得曲线、实际计算曲线与matlab仿真之间的对比,将理论、实践、仿真融为一体,使我更加加深了频率响应曲线的认识.这样的方法,在以后的学习过程中,会应用的更加广泛,并且具有非常深远的意义.。
实验6.2 电路频域特性测量——电压传输比
实验6.2 电路频域特性的测量——电压传输比一、实验目的（1）掌握传输电压比频率特性的两种测量表示方法。
（2）了解低通和高通过滤器的频率特性。
二、实验仪器和器材信号发生器、示波器、毫伏表、实验箱。
三、实验内容1、测量一阶RC低通电路的频率特性。
电路如图，R=5.1kΩ，C=0.047uF。
电路的输入端输出一个电平为0dB的正弦信号，频率范围为50赫兹到20000赫兹。
连接好后，首先改变信号源的频率（从高到低），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看一下电路是否具有低通特性，测量并记录-3dB截止频率。
然后逐点测量该低通频率的频率特性。
2、测量一阶RC高通电路的频率特性。
如图连接好电路，首先改变信号源的频率（从高到低），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看一下电路是否具有高通特性，测量并记录-3dB截止频率。
然后逐点测量该高通电路的频率特性。
四、实验原理及实验数据1、RC低通电路的工作原理：若电源为交流电（f>0 ），电容导通，当电源频率由0变大时，电容两端电压由大变小，因而低通。
低通电路数据电平图相位差图2、RC高通电路的工作原理：若电源为交流电（f>0 ），电容导通，当电源频率由大变小时，电容两端电压由小变大，因而高通。
相位差图五、总结通过这次实验，让我明白了RC低通和高通电路的工作原理。
在实验过程中，让我发现了自己在电路理论知识方面的不足，促使我能够真正地把理论知识学好。
实验给了我们一个很好的把理论应用到实践的机会，让我们能够很好的把理论知识转化到实际能力，提高了对理论知识的理解与掌握。
在学习知识上面，本学期电分实验不想往届听老师讲解，而是全靠自己预习自学自己摸索，感觉对我们的自主学习钻研是种挑战，但同时也是锻炼。
实验报告电路频域特性的测量——电压传输比
交通大学基础电路实验报告实验名称:电路频域特性的测量——电压传输比日期: 2015年12月27日地点:九教南501学号: 14211180: 昱帆学院: 电子信息工程学院班级: 通信1408班一、实验目的（1） 掌握电压传输比频率特性的两种测量表示方法。
（2） 了解低通和高通滤波器的频率特性。
二、 实验原理 由于)()(g )(H 1221212CH CH CH CH CH CH S V V V V V V ϕϕωω-∠==== 所以⎪⎩⎪⎨⎧-==1212)(g CH CH gainCH CH V V ϕϕϕω信号源频率可以根据需要选取一定的变化围，并按一定间隔选取，然后根据测量数据画出幅频特性和相频特性曲线。
在测量频率特性时，应当先粗略观察一下频率特性的变化规律，在特性弯曲较大的区域应适当增加测量频率点，然后设计好记录表格再进行逐点测量。
转移函数是电路的固有特性，对于某一信号频率，转移函数不会随输人激励幅度的变化而变化。
由于信号源阻的影响，被测电路输入阻抗随频率变化将导致通道1的幅度也会随频率变化，所以，在测量过程中需要监测通道1的测量数据。
一般可以在测量每个频率点时，调整信号源幅度，使每个频率点输入到电路激励的幅度恒定，便于比较和计算 。
当测量转移电压比时，可以将输入电压幅度调整为1V或者0dB，此时测量的输出电压幅度值就是该转移电压比，可以减少后期的数据处理。
三、实验方案（1）测量一阶RC低通电路的频率特性一阶RC低通电路如图所示，图中R=5.1kΩ，C=0.047μF。
电路的输入端输入一个电平为0dBV的正弦信号，频率可选围为50HZ~20kHZ。
按照实验图连接好电路图后，首先改变信号源的频率（从低到高），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看下电路是否具有低通特性，测量并记录-3dB截止频率。
然后逐点测量该低通电路的频率特性。
其幅频特性用“dB”表示，相频特性用“度”表示，所有原始测量数据均记录在自行设计的表格中。
频率特性测试实验报告
频率特性测试实验报告频率特性测试实验报告摘要：本实验旨在通过频率特性测试，研究和分析不同电路元件和电子设备在不同频率下的响应特性。
通过实验数据的收集和处理，我们可以了解电路的频率响应、频率特性以及其在不同频率下的性能表现。
实验结果显示，在不同频率下，电路元件和电子设备的频率响应存在差异，这对于电路设计和信号处理具有重要意义。
引言：频率特性是指电路或电子设备在不同频率下的响应能力。
了解电路在不同频率下的性能表现，对于电路设计、信号处理和通信系统的优化具有重要意义。
通过频率特性测试，我们可以分析电路的频率响应、幅频特性和相频特性，从而更好地了解电路的工作原理和性能。
实验方法：1. 实验仪器和设备：本实验使用了函数发生器、示波器、电阻、电容、电感等实验仪器和设备。
2. 实验步骤：（1）连接电路：根据实验要求，连接电路并确保电路连接正确。
（2）设置函数发生器：根据实验要求，设置函数发生器的频率和幅度。
（3）测量电压和相位：使用示波器测量电路中的电压和相位差。
（4）记录实验数据：根据实验要求，记录不同频率下的电压和相位差数据。
（5）数据处理：根据实验数据，绘制幅频特性曲线和相频特性曲线，分析电路的频率响应特性。
实验结果与分析：通过实验数据的收集和处理，我们得到了电路在不同频率下的电压和相位差数据，并绘制了幅频特性曲线和相频特性曲线。
实验结果显示，在低频率下，电路的幅频特性较为平缓，而在高频率下，幅频特性逐渐下降。
相位差随频率的变化呈现出一定的规律，这与电路元件的特性有关。
通过对实验结果的分析，我们可以进一步了解电路的频率响应特性。
实验应用：频率特性测试在电路设计、信号处理和通信系统中具有广泛的应用。
通过了解电路在不同频率下的响应特性，我们可以优化电路设计，提高信号处理的效果，以及改进通信系统的性能。
例如，在音频放大器设计中，对于不同频率的音频信号，需要了解放大器的频率响应特性，以保证音频信号的传输质量。
另外，在无线通信系统中，了解天线的频率特性，可以优化天线设计，提高信号的传输距离和稳定性。
电气特性测量实验报告
电气特性测量实验报告1. 引言电气特性测量是电工学中非常重要的工作，它帮助我们了解电器元件的性能参数，并为电路设计和故障诊断提供基础数据。
本实验旨在通过实际测量，探究电气特性之间的关系，并掌握常见电气特性的测量方法和技巧。
2. 实验原理本实验主要涉及以下几个电气特性的测量：- 电压特性：使用电压表测量电器元件两端的电压。
- 电流特性：使用电流表测量电器元件中的电流。
- 电阻特性：通过电压和电流的测量结果计算电器元件的电阻值。
- 电功率特性：通过电压和电流的测量结果计算电器元件的功率消耗。
3. 实验仪器和材料- 电压表- 电流表- 直流电源- 电阻箱- 多用万用表- 实验电路模块4. 实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验要求，搭建相应的电路。
2. 测量电压特性：将电压表连接到电路中，测量电器元件两端的电压值。
3. 测量电流特性：将电流表连接到电路中，测量电器元件中的电流值。
4. 测量电阻特性：使用电压表和电流表测量电器元件的电压和电流，并根据欧姆定律计算电阻值。
5. 测量电功率特性：使用电压表和电流表测量电压和电流，利用功率公式计算电器元件的功率消耗。
6. 分析实验数据：根据测量结果，分析电器元件的电压、电流、电阻和功率之间的关系。
5. 实验结果和讨论根据实验数据，绘制电器元件电压、电流、电阻和功率之间的关系图。
从图中可以看出，电压和电流成正比例关系，而电阻和电流成反比例关系。
同时，功率消耗与电压和电流的平方成正比。
在实验过程中，需要注意保持电器元件的工作环境温度恒定，并避免过高的电压或电流，以防止元件损坏。
此外，实验中的测量误差也需要考虑，可以通过多次测量取平均值来减小误差。
6. 实验结论通过本次实验，我们深入了解了电气特性之间的关系，掌握了电压、电流、电阻和功率的测量方法和技巧。
实验结果表明，电器元件的电压和电流成正比例关系，电阻和电流成反比例关系，功率消耗与电压和电流的平方成正比。
这些电气特性的测量对于电路设计和故障诊断都有重要意义。
频域特性分析实验报告
一、实验目的1. 理解频域分析在信号与系统分析中的重要性。
2. 掌握使用MATLAB进行频域分析的基本方法。
3. 通过实验，分析典型信号和系统的频域特性。
4. 熟悉并运用傅里叶变换、拉普拉斯变换等频域分析方法。
二、实验原理频域分析是信号与系统分析的重要方法之一，它将时域信号转换到频域进行分析，从而揭示信号的频率组成和系统对信号的频率响应特性。
主要分析方法包括傅里叶变换、拉普拉斯变换等。
三、实验步骤1. 实验一：傅里叶变换（1）选择一个典型信号，如正弦波、方波等。
（2）使用MATLAB的傅里叶变换函数进行变换。
（3）观察并分析信号的频谱图，包括频率、幅度等特性。
2. 实验二：拉普拉斯变换（1）选择一个典型信号，如指数函数、指数衰减函数等。
（2）使用MATLAB的拉普拉斯变换函数进行变换。
（3）观察并分析信号的复频域特性，包括极点、零点等。
3. 实验三：系统频率响应分析（1）设计一个典型系统，如滤波器、控制器等。
（2）使用MATLAB的系统函数和频率响应函数进行频率响应分析。
（3）观察并分析系统的幅频响应、相频响应等特性。
四、实验结果与分析1. 实验一：傅里叶变换以正弦波为例，进行傅里叶变换实验。
- 正弦波时域波形如图1所示。
- 正弦波的频谱图如图2所示。
图1：正弦波时域波形图2：正弦波频谱图从图2可以看出，正弦波的频谱只有一个频率成分，即正弦波本身的频率。
2. 实验二：拉普拉斯变换以指数函数为例，进行拉普拉斯变换实验。
- 指数函数时域波形如图3所示。
- 指数函数的复频域特性如图4所示。
图3：指数函数时域波形图4：指数函数复频域特性从图4可以看出，指数函数的拉普拉斯变换具有一个极点，表示信号在复频域中的位置。
3. 实验三：系统频率响应分析以一阶低通滤波器为例，进行频率响应分析实验。
- 滤波器的传递函数为：H(s) = 1 / (1 + s)- 使用MATLAB的系统函数和频率响应函数进行频率响应分析。
电压驻波比的测量实验报告
电压驻波比的测量实验报告电压驻波比的测量实验报告引言：电压驻波比是无线通信领域中一个重要的参数，用于衡量信号传输中的反射程度。
本实验旨在通过测量电压驻波比的方法，探究信号传输中的驻波现象，并研究其对信号传输质量的影响。
一、实验目的：1. 理解电压驻波比的概念和意义；2. 掌握测量电压驻波比的实验方法；3. 研究驻波现象对信号传输质量的影响。
二、实验原理：1. 电压驻波比的定义：电压驻波比（VSWR）是指在信号传输过程中，由于阻抗不匹配或信号反射而导致的信号幅度的最大与最小值之比。
2. 驻波现象：当信号在传输线上发生反射时，会形成驻波。
驻波的产生是由于传输线的特性阻抗与信号源或负载的阻抗不匹配所引起的。
3. 测量电压驻波比的方法：常用的测量电压驻波比的方法有反射法和功率法。
本实验采用反射法进行测量。
三、实验器材：1. 信号发生器：产生待测信号；2. 驻波比仪：用于测量信号的最大和最小幅度；3. 反射器：用于引发信号的反射。
四、实验步骤：1. 将信号发生器连接到驻波比仪的输入端；2. 将驻波比仪的输出端与反射器相连；3. 设置信号发生器的频率和幅度；4. 在驻波比仪上观察信号的最大和最小幅度，并记录下对应的数值；5. 根据记录的数值计算电压驻波比。
五、实验结果和分析：通过实验测量得到的最大和最小幅度分别为A_max和A_min，电压驻波比（VSWR）可以通过以下公式计算得到：VSWR = (1 + √(A_max/A_min)) / (1 - √(A_max/A_min))根据实验数据计算得到的电压驻波比可以用于评估信号传输的质量。
当电压驻波比接近于1时，表示传输线的阻抗与信号源或负载的阻抗相匹配，信号传输质量较好。
当电压驻波比大于1时，表示存在反射，信号传输质量较差。
六、实验总结：本实验通过测量电压驻波比的方法，探究了信号传输中的驻波现象，并研究了其对信号传输质量的影响。
实验结果表明，电压驻波比能够有效评估信号传输的质量，为无线通信领域中的信号传输提供了重要的参考指标。
实验五.频率特性测试
ϕ = 90o − arctg(ω ω )
0
5.RC高通滤波电路频率特性 5.RC高通滤波电路频率特性 幅频特性与相频特性曲线如图所示： 幅频特性与相频特性曲线如图所示：
450
f0
四、实验内容
1.幅频相频特性测试 1.幅频相频特性测试
信号通过电路以后， 信号通过电路以后，不但输出信号的幅度 会发生变化， 会发生变化，而且其相对输入信号的相位也会 发生变化，随着输入信号频率的不同， 发生变化，随着输入信号频率的不同，相位的 变化也不同。 变化也不同。这种输出信号相对于输入信号的 相移随频率而变化的关系称为相频特性。 相移随频率而变化的关系称为相频特性。 sinω sin(ω 若u1= u1msinωt 则u2= u2msin(ωt+φ) φ为频率的函数
保持Ui的电压值不变 简化成UO/Ui与f的关系
φ (f)
简化成φ(f)与f的关系
幅频特性曲线
logf
相频特性曲线
logf
∆X US U0 ∆X
∆X ° ϕ= × 360 X
X
2、RC低波器
～
us
C 2200P
u0 毫 伏 表
示波器
f(KHZ) U0(V) Φ 1.4
附近因幅频、相频变化较快， 注：1.f0附近因幅频、相频变化较快，选点 应较密，其它点可稀疏一些。 应较密，其它点可稀疏一些。 2.判断 的正、 判断Φ的正 2.判断 的正、负。
实验电路仪器连接图
CH1
R 1KΩ Ω C 2200P UC(t)
CH2
3、RC高通特性测试： RC高通特性测试： 高通特性测试
f0
-450
f0
称为转折/ f0称为转折/截止频率
频域测量技术
第8章 频域测量技术
3） 频率分辨率 频率分辨率是指频谱分析仪能把靠得很近的两个频谱分 量分辨出来的能力。由于屏幕显示的谱线实际上是窄带滤波 器的动态幅频特性，因而频谱分析仪的分辨率主要取决于窄 带滤波器的通频带宽度，因此定义窄带滤波器幅频特性的3 dB带宽为频谱仪的分辨率。 4） 动态范围与测量范围 频谱分析仪的动态范围定义为： 频谱分析仪能以给定精 度测量、分析输入端同时出现的两个信号的最大功率比（用 dB表示）。它实际上表示频谱分析仪显示大信号和小信号的 频谱的能力。其上限受到非线性失真的制约，一般可达60 dB以上，有的甚至达90 dB。
第8章 频域测量技术
u i
放大
S 1
f
01
S2
f02 检波
…
f0n 带通滤波器
Sn
阶梯波 发生器
Y放大器 X放大器
图8.13 并行滤波实时频谱仪的原理框图
第8章 频域测量技术
2） 扫频滤波式频谱仪利用一个中心频率受扫频电压 调节的带通滤波器来实现工作频带内的频谱分析，其 原理框图如图8.14所示。
号称为宽带扫频。
第8章 频域测量技术 2） 扫频线性表示扫频信号频率与扫描电压之间线性
相关的程度，常用扫频线性系数来表示，
k (df /du)max (df /du)min
3）
在幅频特性测量中，必须保证扫频信号的幅度保
持不变。扫频信号的幅度不平坦性常用它的寄生调幅
来表示，
m AB10% 0 AB
第8章 频域测量技术
输入 信号
电调谐带通滤波器 检波器
输出 放大器
CRT
扫描发生器
图8.14 扫频滤波式频谱分析仪的原理框图
第8章 频域测量技术
电路频率特性的测量技术
带通滤波器或 扫描调谐式滤波
检波器
显示或记录
图7.16 滤波式频谱分析仪的基本组成
7.3.3 常用频谱分析仪介绍
1．并行滤波实时频谱仪 根据顺序分析的基本方法构建。
输入 信号 输入
放大器
滤波器1
检波器1
电
滤波器2 检波器2
子
开
关
滤波器n 检波器n
CRT 输出 放大器
扫描发生器
图7.18 并行滤波实时频谱分析仪框图
（1）某些在时域较复杂的波形，在频域的显示可 能较为简单。 （2）某些在频域不能区分的波形，在时域能清楚 显示。 （3）当信号中所含的各频率分量的幅度只是略有 不同时，用示波器很难定量分析失真的程度，但 是频谱仪对于信号的基波和各次滤波含量的大小 则一目了然。
A ① ②
t
0
t
A
①
②
0
t
(a)用示波器易观察波形的相位不同
式中
k df du m ax df du m in
df ——频率的微小变化量；
du ——电压的微小变化量；
K ——扫频的非线性系数。
（7-1）
实际中可采用图7.15的测试方法。中心频率可 在任意频率上，调节频偏为±15MHz，则扫频 非线性系数为
k A B 100% A B
7.3.4 频谱分析仪的主要技术指标
1．频谱分析仪的参数 （1）频率范围 达到频谱分析仪规定性能的工作频率区间。
（2）扫频宽度 频谱分析仪在一次分析过程种所显示的频率范围，
也
称为分析宽度。扫频宽度与分析时间之比就是扫频 速
度。
（3）扫描时间 扫描一次整个频率量程并完成测量所需要的时间，
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实验6.2 电路频域特性的测量——电压传输比
一、实验目的
（1）掌握传输电压比频率特性的两种测量表示方法。
（2）了解低通和高通过滤器的频率特性。
二、实验仪器和器材
信号发生器、示波器、毫伏表、实验箱。
三、实验内容
1、测量一阶RC低通电路的频率特性。
电路如图，R=5.1kΩ，C=0.047uF。
电路的输入端输出一个电平为0dB的正弦信号，频率范围为50赫兹到20000赫兹。
连接好后，首先改变信号源的频率（从高到低），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看一下电路是否具有低通特性，测量并记录-3dB截止频率。
然后逐点测量该低通频率的频率特性。
2、测量一阶RC高通电路的频率特性。
如图连接好电路，首先改变信号源的频率（从高到低），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看一下电路是否具有高通特性，测量并记录-3dB截止频率。
然后逐点测量该高通电路的频率特性。
四、实验原理及实验数据
1、RC低通电路的工作原理：若电源为交流电（f>0 ），电容导通，当电源频率由0变大时，电容两端电压由大变小，因而低通。
低通电路数据
电平图
相位差图
2、RC高通电路的工作原理：若电源为交流电（f>0 ），电容导通，当电源频率由大变小时，电容两端电压由小变大，因而高通。
相位差图
五、总结
通过这次实验，让我明白了RC低通和高通电路的工作原理。
在实验过程中，让我发现了自己在电路理论知识方面的不足，促使我能够真正地把理论知识学好。
实验给了我们一个很好的把理论应用到实践的机会，让我们能够很好的把理论知识转化到实际能力，提高了对理论知识的理解与掌握。
在学习知识上面，本学期电分实验不想往届听老师讲解，而是全靠自己预习自学自己摸索，感觉对我们的自主学习钻研是种挑战，但同时也是锻炼。