实验报告材料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 122

1212

CH CH CH CH CH CH S V V V V V V ϕϕωω-∠==== 所以

⎪⎩⎪⎨

⎧-==1212

)(g CH CH gain

CH CH V V ϕϕ

ϕω

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。

（2）测量一阶RC高通电路的频率特性

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高通特性，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“倍”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。

四、实验步骤

(1)按实验电路图连接好电路

(2)调整信号发生器的频率，并相应调整幅值

(3)通过示波器或者毫伏表测量出各点的值并记录

(4)根据测量的值作出幅频特性曲线和相频特性曲线

五、实验仪器

示波器、函数发生器、电容、电阻、毫伏表

六、实验数据

（1）测量一阶RC低通电路的频率特性

频率/HZ50 338 510 662 817 978 1148 1332 1546 1756 1995 20k 电压比/dB -0.025 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -29.6 相位差/度-4.3 -27 -37.5 -45 -50.9 -55.8 -60 -63.5 -66.8 -69.3 -71.6 -88.1

（2）测量一阶RC高通电路的频率特性

频率/HZ50 100 200 300 400 500 600 665.3 800 1000 1500 20k

电压比/倍0.075 0.15 0.289 0.412 0.51 0.6 0.67 0.707 0.77 0.833 0.915 0.999 相位差/度85.7 81.3 73,1 65 58.1 52.5 47.9 44.9 39.7 33.6 23.7 1.9

七、数据处理及分析

（1）测量一阶RC低通电路的频率特性

将表格中数据绘制成频率特性曲线可得

幅频特性曲线

可以观察出，随着频率的不断增大，一阶RC低通电路的电压比在不断减小

相频特性曲线

位差的绝对值也在不断增大

（2）测量一阶RC高通电路的频率特性

幅频特性曲线

可以观察出，随着频率的不断增大，一阶RC高通电路的电压比在不断增大

相频特性曲线

位差在不断减小

八、实验结论

（1）一阶RC低通电路的电压增益随着频率的增加而变小，频率趋近于0时，电压增益趋近于零，频率趋近于无穷时，电压增益趋于最大，电容电压总是落后输入激励电压，且随频率的增加落后角度变大，频率趋近于0时电容电压与输入激励电压趋于同相，频率趋近于无穷时，电容电压落后输入激励电压趋近于90°。

（2）一阶RC高通电路的电压增益随着频率的增加而增大，频率趋近于0时，电压增益趋近于最大，频率趋近于无穷时，电压增益趋于0，电阻电压总是超前输入激励电压，且随频率的增加超前角度变小，频率趋近于0时，电阻电压超前输入激励电压趋近于90°，频率趋近于无穷时，电阻电压与输入激励电压趋于同相。

（3）在实验过程中输入保持不变，使得实验结果更加准确可靠。

（4）测量电路的幅频特性时，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，减少后期的数据处理。

九、实验要求及注意事项

（1）在测试过程中，低通电路在改变频率后要始终保持输