串联谐振电路实验的心得体会

串联谐振电路实验的心得体会

篇一：实验九串联谐振电路实验

实验九

串联谐振电路实验

一、实验目的

1．测量RLC串联电路的谐振曲线，通过实验进一步掌握串联谐振的条件和特点。 2．研究电路参数对谐振特性的影响。

二、原理

1．RLC串联电路在图9-1所示的，RLC串联电路中，若取电阻R两端的电压为输出电压，则该电路输出电压与输入电压之比为：

U2R

??U1R?j（?L?1)

?C

?L

tg?1

R

1

图9-1

图9-2

2．幅频特性

电路网络输出电压与输入电压的振幅比随ω变化的性质，称为该网络的幅频特性，如图9-2所示。 3．谐振条件二阶带通网络的幅频特性出现尖峰的频率f0称为中心频率或谐振频率。此时，电路的电抗为零，阻抗值最小，等于电路中的电阻，电路成为纯电阻性电路,串联电路中的电流达到最大值。

电流与输入电压同相位。我们把电路的这种工作状态称为串联谐振状态。电路达到谐振状态的条件是：

1

?0L＝或 ?0

?0C4．通频带宽

改变角频率ω时，振幅比随之变化，当振幅比下降到最大值的1/角频率ω1、ω2叫做3分贝角频率，相应的频率两个f1和f2称为3分贝频率。两个角频率之

差称为该网络的通频带宽：

R

BW??2－?1＝

L

RLC串联电路幅频特性可以用品质因数Q来描述：

??L1Q?0?0

BWR?0CR

三、实验仪器和器材

1．函数信号发生器 2．示波器 3．电阻 4．电感5．电容

6．实验电路板 7．短接线 8．导线

四、实验内容及步骤

1．连接实验电路

按图9-3所示连接电路。其中，电感L= 33mH,电容C=μF,电阻R分别取620Ω和Ω,图中r为电感线圈本身的电阻。

图9-3

2．测绘谐振曲线

测量结果填入表9-1中。

表9-1 R=620Ω的谐振特性

3．研究电路参数对谐振曲线的影响

将图9-3中电阻改为Ω，重复2中步骤，结果填入表9-2中。

表9-2 R=Ω的谐振特性

4．计算通频带宽BW和品质因数Q 将计算结果填入表9-3中。

表9-3 通频带宽BW和品质因数Q

五、思考题

1. 实验中怎么样判断电路已经处于谐振状态？

答：调节频率，使得电压U2达到最大值，这时候电路就在此谐振频率上达到谐振状态 2. 用实验获得的谐振曲线分析电路参数对谐振曲线的影响。

答：谐振频率值和电感和电容有关，故电阻对谐振频率基本没有影响。电阻越大，通频带宽越大，品质因数越小，谐振曲线相应衰减速度减慢 3. 怎样利用表9-1中的数据求的电路的品质因数Q？

??L1

答：利用观察得到的谐振频率，利用公式Q?0?0?也就是谐振频率乘以电

BWR?0CR

感除以电阻即可。

篇二：RLC串联谐振电路。实验报告

二、RLC串联谐振电路目的及要求：（1）设计电路（包括参数的选择）

（2）不断改变函数信号发生器的频率，测量三个元件两端的电压。

以验证幅频特性

（3）不断改变函数信号发生器的频率，利用示波器观察端口电压与

电流相位,以验证发生谐振时的频率与电路参数的关系（4）用波特图示仪观察幅频特性

（5）得出结论进行分析并写出仿真体会。

二阶动态电路的响应（RLC串联）

可用二阶微分方程描述的电路成为二阶电路。此电路在输入为零值时的响应称为零输入相应，在零值初始条件下的响应称为零状态响应。欠阻尼情况下的衰减系数为：??R .

2L

.

其震荡频率?

d为：?d?；

RLC串联谐振电路条件是：电压U与电流I同相。

z?R?jX?R?j;

当?L?

?C

时，谐振频率为f?f0

1;

在电路参数不变的情况下，可调整信号源的频率使电路产生串联谐振；在信号源频率不变的情况下，改变L或C使电路产生串联谐振是。电路的频率特性，电路的电流与外加电压角频率的关系称为电流的幅频特性。

串联谐振电路总阻抗Z=R，其值最小，如电源电压不变，回路电流I=U/R，其值最大；改变信号源的频率时，可得出

电流与频率的关系曲线；

三.设计原理：

一个优质电容器可以认为是无损耗的（即不计其漏电阻），而一个实际线圈通常具有不可忽略的电阻。把频率可变的正弦交流电压加至电容器和线圈相串联的电路上。

若R、L、C和U的大小不变，阻抗角和电流将随着信号电压频率的改变而改变，这种关系称之为频率特性。当信号频率为

f=f0?现象，且电路具有以下特性：

（1）电路呈纯电阻性，所以电路阻抗具有最小值。（2）I=I。=U/R

即电路中的电流最大，因而电路消耗的功率最大。同时线圈磁场和电容电

时，即出现谐振

厂之间具有最大的能量互换。工程上把谐振时线圈的感抗压降与电源电压之比称之为线圈的品质因数Q。

四.RLC串联谐振电路的设计电路图：

自选元器件及设定参数，通过仿真软件观察并确定RLC 串联谐振的频率，通过改变信号发生器的频率，当电阻上的电压达到最大值时的频率就是谐振频率。设计RLC串联电路图如下图：

RLC串联谐振电路

当电路发生谐振时，XL?XC或?L?C1=,L1=1mH,R1=510Ω。

根据公式f0

1

?C

（谐振条件）。其中。

可以得出，当该电路发生谐振

时，频率f0?70KHz。RLC串联电路谐振时，电路的阻抗最小，电流最大；电源电压与电流同相；谐振时电感两端电压与电容两端电压大小相等，相位相反。

五.用调节频率法测量RLC串联谐振电路的谐振频率f0

在用Multisim仿真软件连接的RLC串联谐振电路，电容选用C1=,电感选用L1=1mH,电阻选用R1=510Ω。电源电压us处接低频正弦函数信号发生器，电阻电压uR处接交流毫伏表。

保持低频正弦函数信号发生器输出电压us不变，改变信号发生器的频率（由小逐渐变大），观察交流毫伏表的电压值。当电阻电压uR的读数达到最大值（即电流达到最大值）时所对应的频率值即为谐振频率。将此时的谐振频率记录下来。

表1谐振曲线的测量数据表

R当频率为70KHz时：

图2 f0?70KHz时的波形图