幅频特性和相频特性

HUNAN UNIVERSITY 电路实验综合训练

报告

学生姓名蔡德宏

学生学号 2

专业班级计科1401班

指导老师汪原

起止时间2015年12月16日——2015年12月19日

一、实验题目

实验十二幅频特性与相频特性

二、实验摘要(关键信息)

实验十二

1、测量RC串联电路组成低通滤波器的幅频特性与相频特性(元件参数:R=1K ,C=0、1uF,输入信号:Vpp=3V、f=100Hz~15KHz正弦波。测量10组不同频率下的Vpp,作幅频特性曲线与相频特性曲线)。

2、测量RC串联电路组成高通滤波器的幅频特性与相频特性(电路参数与要求同上)。

3、测量RC串并联(文氏电桥)电路频率特性曲线与相频特性曲线。

实验十三

1、测量R、C、L阻抗频率特性(电路中用100Ω作保护电阻,分别测量R、C、L在不同频率下的Vpp,输入信号Vpp=3V、f=100Hz~100KHz的正弦波,元件参数:R=1K、C=0、1uF、L=20mH),取10组数据,作幅频特性曲线。

2、搭接R、L、C串联电路,通过观测Ui(t)与UR(t)波形,找出谐振频率。将电阻换成电位器,测量不同Q值的谐振频率。

三、实验环境(仪器用品)

函数信号发生器(DG1022U),示波器(DSO-X 2012A),电位器(BOHENG3296-w104),3只电阻(保护100Ω,实验1KΩ),电容器(0、1µF),电感(20mH),面包板,Multisim 10、0(画电路图),导线若干。

四、 实验原理与电路

1、当在RC 与RL 及RLC 串联电路中加上交变电源,并不断改变电源频率时,电路的端口电压U 与电阻U 两端电压也随之发生规律性改变。 1)RC 串联电路的稳态特性

有以上公式可知,随频率的增加,I,

增加,

减小。当ω很小时2

π

ψ→

,电

源电压主要降落在电容上,此时电容作为响应为低通滤波器;反之,0→ψ,电压主要将在电阻上,电阻作为响应称为高通滤波器。利用幅频特性可构成不同的滤波电路,把不同频率分开。

2）文氏电桥:

如图电路,若R1=R2,C1=C2,则振荡频率为RC

π21

f 0=

,正反馈的电压与输出电压同相位(此为电路振荡的相位平衡条件),实验电路图如下:

五、 实验步骤与数据记录

仪器测量值:电容C1=102、5nF C2=101、7nF 电阻R1=1、007Ωk R2=1、016Ωk 1)高通滤波器:

数据记录:

输入频率(kHz) 0、1 0、4 0、7 1、0 1、33 1、5 3、0 5、0 8、0 15、0 输出Vpp(V) 0、28 0、84 1、35 1、81 2、13 2、25 2、77 2、93 2、97 3、02

相位差(°) -85、

3 -73、

7

-64、

5

-55、

2

-48、

1

-44、

7

-26、

2

-16、

5

-9、8 -4、6

幅频特性:

相频特性:

2)低通滤波器:

数据记录:

输入

频

率

(kHz)

0、

1

0、511、51、72481214

输出

Vpp(V

)

3、18 3、06 2、69 2、29 2、13 1、97 1、17 0、58 0、39 0、32

相位

差

(°)

3、9 17、2 32、4 45、1 48、4 53、8 70、7 77、2 81、5 83、9相频特性:

3）文氏电桥:

数据记录:

输入0、10、511、5258101214

频率

(kHz)

输出

Vpp(V

)

0、22 0、73 0、98 1、07 1、01 0、83 0、71 0、66 0、53 0、49

相位

差

(°)

-79、8 -49、1 -14、9 -1、5 9、8 29、4 40、1 57 68、3 79、2幅频特性:

相频特性:

六、实验结果计算与分析

1）高通滤波器:由李萨图得a=837、5mV,b=1、0V,相位差为49°,直接测量为48、1°,误差为2%;并且随着频率升高,响应电压增大,位相差减小,体现高通。

2）低通滤波器:由李萨图得a=681、25mV,b=850mV,与实际测量的误差为1%;当频率增大时,响应电压减小,位相差增大,体现出低通。

3）文氏电桥:在某一频率处,响应电压最大,并且呈先增大后减小的趋势,而位相差呈先减小后增大的变化规律。

七、实验总结

本次实验了解到了RC,RL串联电路与文氏电桥的幅频与相频特性,学会了李萨图的运用,

对我们以后的综合性学习有帮助。