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201408010128

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 幅频特性和相频特性 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和相频特性（元件参数：R=1K Ω，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 ，作幅频特性曲线和相频特性曲线）。

2、测量RC 串联电路组成高通滤波器的幅频特性和相频特性（电路参数和要求同上）。

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。 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 ）和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1K Ω），电容器(0.1µF )，电感（20mH ），面包板，Multisim 10.0（画电路图），导线若干。 四、 实验原理和电路

1、当在RC 和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 和电阻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、 实验步骤和数据记录

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:

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 -6

4.5 -5

5.2 -48.1 -44.7 -2

6.2 -16.5 -9.8

-4.6

相频特性：

2）低通滤波器:

输入

0.10.51 1.5 1.72481214频率

（kHz

）

输出

3.18 3.06 2.69 2.29 2.13 1.97 1.170.580.390.32 Vpp

（V）

相位

3.917.232.445.148.453.870.777.281.583.9差

（°）

相频特性：

3）文氏电桥:

输入

0.10.51 1.5258101214频率

（kHz

）

输出

0.220.730.98 1.07 1.010.830.710.660.530.49 Vpp

（V）

-79.8-49.1-14.9-1.59.829.440.15768.379.2相位

差

（°）

幅频特性：

相频特性：

六、实验结果计算和分析

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串联电路和文氏电桥的幅频和相频特性，学会了李萨图的运用，对我们以后的综合性学习有帮助。

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