北航-微电子器件频率特性测量实验报告
频率特性测试实验报告
频率特性测试实验报告引言频率特性测试是一种常用的电子设备测试方法，用于评估电子设备在不同频率下的性能表现。
本实验旨在通过测试不同频率下的信号响应，来探究被测试物体的频率特性。
实验步骤1.准备测试设备和被测试物体：选择一台信号发生器作为测试设备，并选择一个被测试物体，如一个电子电路板或一个音响设备。
2.连接测试设备和被测试物体：将信号发生器的输出端与被测试物体的输入端相连接。
确保连接稳固可靠。
3.设置信号发生器的频率：根据实验要求，设置信号发生器的频率范围和步进值。
频率范围应覆盖被测试物体可能的工作频率。
4.开始测试：依次设置不同的频率，观察被测试物体的响应情况。
记录下每个频率下的测试数据。
5.分析测试数据：将记录的测试数据整理，并进行进一步的数据分析。
可以绘制频率-响应曲线图，以直观展示被测试物体的频率特性。
6.结果讨论：根据频率-响应曲线图和数据分析结果，讨论被测试物体的频率特性。
可以探讨其在不同频率下的增益、相位差等表现，并与预期的理论模型进行比较。
7.结论：总结被测试物体的频率特性，给出实验结果的解释和评价。
实验数据示例频率 (Hz) 响应幅度 (dB) 相位差 (°)100 0.5 10500 1.2 201000 2.0 302000 1.8 405000 1.0 4510000 0.8 50数据分析与讨论通过绘制频率-响应曲线图，我们可以清楚地观察到被测试物体的频率特性。
从实验数据中可以看出，被测试物体在低频段（100 Hz和500 Hz）响应幅度较小，相位差也较小。
随着频率的增加，响应幅度逐渐增强，相位差也逐渐增大。
当频率达到2000 Hz时，响应幅度达到最大值，相位差也达到最大值。
随后，响应幅度逐渐减小，相位差也逐渐减小。
这种频率特性的变化可能与被测试物体的电路结构和元件特性有关。
与预期的理论模型进行比较后发现，实验结果与理论模型基本一致。
在低频段，被测试物体对输入信号的响应较弱，可能是由于电路的带宽限制或信号衰减等原因。
实验报告三_频率特性测量
实验报告课程名称： 自动控制理论实验 指导老师： 吴越 成绩： 实验名称： 频率特性测量 实验类型： 同组学生姓名： 鲍婷婷一、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1. 掌握用超低频信号发生器和示波器测定系统或环节频率特性的方法；2. 了解用TD4010型频率响应分析测试仪测定系统或环节的频率特性方法。
二、主要仪器设备1.超低频信号发生器2.电子模拟实验装置3.超低频慢扫描示波器三、实验步骤1．测量微分积分环节的频率特性；(1)相频特性相频特性的测试线路如图4-3-1所示，其中R 1=10k Ω、C 1=1uF 、R 2=2k Ω、C 2=50uF 。
测量时，示波器的扫描旋钮指向X-Y 档。
把超低频信号发生器的正弦信号同时送入被测系统和X 轴，被测系统的输出信号送入示波器Y 轴，此时在示波器上可得到一李沙育图形。
然后将椭圆移至示波器屏幕中间，椭圆与X 轴两交点的间的距离即为2X 0，将Y 输入接地，此时得到的延X 轴光线长度即为2X m ，因此求得θ=sin -1 (2X 0/2X m )，变化输入信号频率ω(rad/s)，即可得到一组θ(ω)。
测量时必须注意椭圆光点的转动方向，以判别相频特性是超前还是迟后。
当系统或环节的相频特性是迟后时，光点为逆时针转动；反之超前时，光点为顺时针转动。
测试时，ω取值应匀称，否则会影响曲线的准确度。
(2) 幅频特性：示波器选择停止扫描档，超低频信号发生的正弦信号同时送入X 轴和被测系统；被测环节的输出信号仍送入Y 轴；分别将X 通道和Y 通道接地，示波器上出现的两条光线对应的两条光线长度为2X m 、2Y m ，改变频率ω，则可得一组L(ω)。
专业： 电子信息技术及仪器 姓名： 杨泽兰学号： 3120102007 日期： 2014-5-24 地点： 玉泉教二-104装订线超低频信号发生器示波器C 1C 2R 1R 2微分积分环节YX u i u o2. 测量二阶系统的闭环幅频特性：二阶系统的方框图如右图所示。
频率特性测试_实验报告
频率特性测试_实验报告
实验名称：频率特性测试
实验目的：
1. 掌握频率特性测试的原理和方法。
2. 学习使用示波器进行频率特性测试。
3. 了解放大器的频率响应特性。
实验器材：
1. 示波器
2. 双极性电容
3. 电阻器
4. 信号发生器
5. 放大器
实验原理：
频率特性测试一般用于测试电路、放大器和滤波器等的频率响应特性。
在示波器的帮助下，我们可以通过使用信号发生器生成一个带有不同频率的正弦波进行测试，在不同的频率下测量放大器输出的电压，这样就可以分析出放大器的频率响应特性。
实验步骤：
1. 将信号发生器连接到放大器的输入端，将放大器的输出端连
接到示波器的通道1输入端。
2. 在信号发生器上设置正弦波频率为多个不同的值，例如
100Hz、1kHz、10kHz。
3. 在示波器上设置通道1为AC耦合并调整垂直调节和水平调节，使正弦波信号在屏幕上呈现符合要求的波形。
4. 记录示波器上显示的放大器输出电压，并将记录的数值制成表格，便于后续分析。
实验结果分析：
通过实验数据，我们可以绘制出放大器的幅频响应曲线，以表现放大器在不同频率下的增益特性。
在典型的幅频响应曲线中，我们会发现放大器的增益在低频时趋于平稳，在中频时达到峰值，在高频时进行了急剧的下降。
实验结论：
频率特性测试是一项非常常见的测试方法，适用于测试放大器、滤波器和其它电路的频率响应特性。
通过本次实验，我们学习了使用示波器进行频率特性测试的方法和技巧，掌握了测试和分析放大器幅频响应曲线的能力，为后续电路设计和优化提供了有力的支持。
频率特性实验报告
频率特性实验报告频率特性实验报告引言：频率特性是描述信号在不同频率下的响应性能的重要指标。
在电子领域中，频率特性实验是非常常见的实验之一。
本文将介绍频率特性实验的目的、实验原理、实验步骤以及实验结果的分析。
一、实验目的：频率特性实验的目的是研究电路或系统在不同频率下的响应特性，了解信号在不同频率下的传输和滤波性能。
通过实验，可以掌握频率特性的测试方法和实验技巧，提高实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理：频率特性实验通常涉及到信号的输入和输出，以及信号的幅度和相位响应。
在实验中，常用的测试仪器有函数发生器、示波器和频谱分析仪。
1. 函数发生器：用于产生不同频率的信号作为输入信号。
可以调节函数发生器的频率、幅度和波形等参数。
2. 示波器：用于观测电路或系统的输入和输出信号波形。
示波器可以显示信号的幅度、相位和频率等信息。
3. 频谱分析仪：用于分析信号的频谱成分。
频谱分析仪可以显示信号在不同频率下的幅度谱和相位谱。
实验步骤：1. 准备实验所需的仪器和器材，包括函数发生器、示波器和频谱分析仪。
2. 连接电路或系统，将函数发生器的输出信号连接到被测电路或系统的输入端，将示波器或频谱分析仪连接到电路或系统的输出端。
3. 设置函数发生器的频率和幅度，选择适当的波形。
4. 调节示波器或频谱分析仪的参数，观测信号的波形和频谱。
5. 重复步骤3和步骤4，改变函数发生器的频率，记录不同频率下的信号波形和频谱。
实验结果分析：根据实验记录的信号波形和频谱数据，可以进行以下分析：1. 幅度响应：通过观察信号的幅度谱，可以了解电路或系统在不同频率下信号的衰减或增益情况。
如果幅度谱在不同频率下保持不变，则说明电路或系统具有平坦的幅度响应特性。
如果幅度谱在某些频率点出现峰值或谷值，则说明电路或系统对该频率具有增益或衰减。
2. 相位响应：通过观察信号的相位谱，可以了解电路或系统在不同频率下信号的相位变化情况。
相位谱可以显示信号的相位延迟或提前。
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。
【VIP专享】北航电子电路实验报告1
实验一：共射放大器分析与设计小组成员：11151197 陈超智11154004 郭梓铿11151181 李向南1.实验目的（1）进一步了解Multisim的各项功能，熟练掌握其使用方法，为后续课程打好基础。
（2）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图1所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并观察静态工作点的变化对输出波形的影响。
（3）加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出波形的影响。
（4）观察失真现象，了解其产生的原因。
2.实验电路图图13.实验步骤（1）请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。
（2）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻。
（3）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻。
（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。
（5）请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。
（6）请分别在30Hz、1KHz、100KHz、4MHz和100MHz这5个频点利用示波器测出输入和输出的关系，并仔细观察放大倍数和相位差。
4.实验结果分析（1）静态工作点的分析：IC=972.95706uA U BE=2.96644-2.34087=0.62557V>U on且U CE=9.08733-2.34087=6.74646V>U BE,所以管子工作在放大区。
放大倍数β=IC/IB=972.95706/4.48438=216.97倍（2）输入电阻：用交流电流表和交流电压表分别测量通过交流电压源的电流和其两端的电压。
其电路图与数据如上图所示。
故输入电阻Ri=Ui/Ii=10Mv/2.297uA=4353.50Ω（3）输出电阻：测量有负载R L和无负载时的输出端电压U RL和U0，如上图可读出数据：输出电阻R0=( U0/U RL-1)R L=(816.109/75.87-1)*300Ω=2927.00Ω（4）幅频相频曲线：○1交流分析方法：其中V8和V1分别为输出与输入的曲线：（如下图所示）○2仪表方法：幅频曲线：由图中可测出：fL=30.632Hz，fH=12.158MHz相频曲线：（5）各频点的输入输出波形及其关系（红线为输入波形，绿线为输出波形）○130Hz放大倍数：0.5/0.35=1.429,相位差滞后：3π/32=0.295rad 1kHz ○2放大倍数：7.857，相位差滞后约π/2100kHz ○3放大倍数：7.857，相位差滞后约π/2○44MHz放大倍数：3.57，相位差滞后约为2π/3○5100MHz放大倍数：0.17，相位差滞后约为5π/6结论：通过上述数据分析，三极管要工作在一定的频率带内才能处在放大状态，在低频时的外电容和高频时的极间电容都会影响其放大倍数及相位差。
频率特性的测试实验报告
频率特性的测试实验报告频率特性的测试实验报告摘要：频率特性是描述系统对不同频率信号的响应能力的重要参数。
本实验旨在通过测试不同频率下的信号输入和输出，分析系统的频率特性。
实验结果表明，系统在不同频率下的响应存在一定的差异，频率特性测试可以有效评估系统的性能。
引言：频率特性是衡量系统对不同频率信号的响应能力的重要指标，对于各种电子设备和通信系统的设计和性能评估具有重要意义。
频率特性测试可以帮助我们了解系统在不同频率下的工作情况，为系统优化和故障排除提供依据。
实验方法：1. 实验器材准备：使用函数发生器作为信号源，连接到待测试系统的输入端；使用示波器连接到待测试系统的输出端，用于观测信号响应。
2. 实验参数设置：选择一系列不同频率的信号作为输入信号，设置函数发生器的频率范围和幅度。
3. 实验过程：逐一调节函数发生器的频率，观察示波器上输出信号的变化，并记录下输入信号和输出信号的幅度、相位差等参数。
4. 实验数据处理：根据记录的数据，绘制频率特性曲线，分析系统在不同频率下的响应情况。
实验结果：通过实验测试，我们得到了系统在不同频率下的响应数据，并绘制了频率特性曲线。
以下是实验结果的总结：1. 幅频特性：我们观察到系统在低频时具有较高的增益，随着频率的增加，增益逐渐下降。
在高频范围内，增益趋于平缓或下降较快，这可能是由于系统的带宽限制所致。
2. 相频特性：我们发现系统在不同频率下的相位差存在一定的变化。
在低频时，相位差较小，随着频率的增加，相位差逐渐增大。
这可能是由于系统的传递函数导致的相位延迟效应。
3. 频率响应范围：通过绘制频率特性曲线，我们可以确定系统的频率响应范围。
在曲线上观察到的3dB降低点可以作为系统的截止频率，超过该频率的信号将受到较大的衰减。
讨论与分析：频率特性测试结果对于系统的性能评估和优化具有重要意义。
通过分析实验结果，我们可以得出以下结论和建议：1. 频率特性的变化可能是由于系统中的电容、电感等元件的频率响应特性导致的。
北航自控实验报告2
成绩北京航空航天大学自动控制原理实验报告班级120228学号12021191学生姓名黄钟胤自动控制与测试教学实验中心实验二 频率响应测试一、实验目的1.掌握频率特性的测试原理及方法。
2.学习根据所测定出的系统的频率特性，确定系统传递函数的方法。
二、实验内容1.测定给定环节的频率特性。
系统模拟电路图及系统结构图分别如图2-1及图2-2。
系统传递函数为：取12R R =,则2=K , 20010200)s (2++=s s G取15R R =,则5=K , 50010500)s (2++=s s G若正弦输入信号为)sin()(1i t A t U ω=，则当输出达到稳态时，其输出信号为)sin()(2o ψω+=t A t U 。
改变输入信号频率值πω2=f ，便可测得二组12A A和ψ随f （或ω）变化的数值，这个变化规律就是系统的幅频特性和相频特性。
三、实验原理1.幅频特性即测量输入与输出信号幅值1A 及2A ，然后计算其比值12A A 。
2.实验采用“李沙育图形”法进行相频特性的测试。
3.相位差角的求法：对于)sin()(t X t X m ωω=及)sin()(ψωω+=t Y t Y m ，当0=t ω时，有X (0)=0，)sin()0(0ψm Y Y Y ==；即)/arcsin(0m Y Y =ψ。
显然，仅当2/0πψ≤≤时，上式成立。
四、实验设备1.HHMN-1型电子模拟机一台。
2.PC 机一台。
3.数字式万用表一块。
五、实验步骤1.熟悉HHMN-1型电子模拟机的使用方法。
将各运算放大器接成比例器，通电调零。
2.断开电源，按照系统结构图和系统传递函数计算电阻和电容的取值，并按照模拟线路图搭接线路，不用的运算放大器接成比例器。
3.将D/A1与系统输入端Ui 连接，将A/D1与系统输出端Uo 连接（此处连接必须谨慎，不可接错）。
线路接好后，经教师检查后再通电。
4.在Windows XP 桌面用鼠标双击“MATLAB ”图标后进入，在命令行处键入“autolab ”进入实验软件系统。
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实验报告
三、实验基本原理及步骤：
1.三极管放大特性测量
实验原理：三极管的输出特性曲线表示当基极电流B I 一定时，三极管输出电压CE U 与输出电流C I 之间的关系曲线，如下图所示。
图中的每条曲线表示，当固定一个B I 值时，调节B R 所测得的不同CE U 下C I 的值。
根据输出特性曲线，三极管的工作状态分为三个区域。
（1）截止区：它包括B I =0及B I <0（即B I 与原方向相反）的一组工作曲线。
当B I =0，C I =
CEO I （称为穿透电流），在常温下此值很小。
在此区域中，三极管的两个PN 结均为反向偏
置，即使CE U 电压较高，管子中的电流C I 却很小，此时的管子相当于一个开关的开路状态。
（2）饱和区：该区域中的电压CE U 的数值很小，BE U >CE U 集电极电流C I 随CE U 的增加而很快的增大。
此时三极管的两个PN 结均处于正向偏置，集电结失去了收集某区电子的能力，
C I 不再受B I 控制。
CE U 对C I 控制作用很大，管子相当于一个开关的接通状态。
（3）放大区：此区域中三极管的发射结正向偏置，而集电极反向偏置。
当CE U 超过某一电压后曲线基本上是平直的，这是因为当集电结电压增大后，原来流入基极的电流绝大部分被集电极拉走，所以CE U 再继续增大时，电流C I 变化很小，另外，当B I 变化时，C I 即按比例的变化，也就是说，C I 受B I 的控制，并且C I 变化比B I 的变化大很多，△C I 和△B I 成正比，两者之间具有线性关系，因此此区域又称为线性区。
在放大电路中，必须使用三极管工作在放大区。
三极管是一种控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关，可将“交流小信号”放大。
实验步骤：
（1）确保三极管工作在放大区，测量三极管的输出特性曲线
① 调节B E 使B I =60uA ；
② 调节C E 使C E =0.1-1V 以及1-20V ； ③ 测量CE V 和C I 并画图。
（2）测量三极管的放大特性
① 使B I =60uA ，C E =15V ；
② 任意波形发生器输出1KHz 下0.1V 、0.2V 、0.3V 、0.4V 、0.5V 和1V 的信号in V ； ③ 用万用表测量交流电流c i 和b i ，计算电流放大系数β=c i /b i 随in V 的变化情况并画图； ④ 用示波器分别测量in V 、out V 和1V ，计算电压增益V A =out V /in V 和电流增益i A =out i /in i 。
2.三极管频率特性测量
实验原理图
实验原理：
（1）通频带
通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在，在输入信号频率较低或较高时，放大倍数的数值会下降并产生相移。
通常情况下，放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。
（2）截止频率
f都是根据同样的原理来不管是双极结型晶体管还是场效应晶体管，它们的截止频率
β
确定的。
与二极管一样，由于存在电容效应（对于双极结型晶体管，除了势垒电容以外，还有少数载流子渡越基区的影响——扩散电容效应），所以随着信号频率的增高，它们的输入阻抗下降，使得输出信号电流越来越小，当输出信号电流降低到等于输入信号电流
f。
（即电流增益=1）时，对应的信号频率即为器件的截止频率
β
f主要决定于四个时间常数，即发射结电容的充放电时间、基区渡双极结型晶体管的
β
f，就需要降越时间、集电结势垒区的渡越时间以及集电结电容的充放电时间。
为了提高
β
f的主要因素是少数载流子的基区渡越低这四个时间常数。
一般的双极结型晶体管，决定
β
五、实验结果分析：
1.三极管放大特性测量
（1）确保三极管工作在放大区，调节B E 使得 I B =60μA ，调节电压源使其输出0.1-1V 和1-10V 的电压，记录测得的电压值V CE 和电流值I C 的数据，并绘制三极管放大特性曲线如上图所示。
由图可知，开始时I C 随着V CE 的增加而增加的比较剧烈，此时三极管工作在饱和区。
进一步增加V CE 的值，I C 基本保持恒定（由于二阶效应曲线会有所上升），此时三极管便工作在放大区，实验结果符合预期。
（2）测量三极管的放大特性，确保三极管工作在放大区（I B =60μA ，E C =15V ）后，使用任意波形发生器输出1kHz 下0.1V ，0.2V ，0.3V ，0.4V ，0.5V ，1V 的信号V in 。
利用万用表测量交流电流i c 和i b ，计算电流放大系数β=i c /i b 随V in 变化情况并画图，如下图所示。
由图可知，在1kHz 下输出0.1V-0.5V 的信号V in 时，输出波形不会失真，且具有电流放大的作用，
β≈103，而进一步增大V in 直到1V 时，波形会失真，使得β减小到94，这与三极管的小信号放大特性相符，实验结果符合预期。
（3）用示波器分别测量在1kHz 下信号为0.2V 时的mv V in 5.71=、
mv 1250out =V 、m v 5.461=V ，计算电压增益v A =out V /in V =17.48252和电流增益i A =out i /in i =50。
2.三极管频率特性测量
V （1）确保三极管工作在放大区（I B=60μA，E C=15V）后，输出峰峰值为0.3V的信号
in V的频率为1kHz、10kHz、100kHz、250kHz、1MHz、2MHz、3MHz等，测量电压增并改变
in
，并绘制A v随频率f的变化曲线。
如上图所示，当频率在1kHz-100kHz时，电压益A v=V out
V in
增益基本不变，进一步增加输入信号的频率到MHz时，电压增益开始明显下降，这与三极管的频率特性存在一定的通频带相符，实验结果符合预期。
（2）当A v下降到0.707倍时的频率为截止频率fβ，经过测量可得fβ=550kHz。
六、总结与思考：。