实验8 RLC正弦稳态电路的研究

电路分析实验报告册

实验八 RLC正弦稳态电路的研究

一、实验目的

(1) 通过对RLC串联电路频率特性的测量与分析，加深对频率特性曲线的理解。 (2) 进一步理解串联谐振的特点及改变频率特性的方法。 二、实验仪器

(1) 函数信号发生器 (2) 双踪示波器 (3) 实验箱 三、实验原理和电路

含有电感、电容和电阻元件的有源网络，在电源的某些工作频率上，会出现元件两端电压和电流相位相同的情况，称电路发生谐振。能发生谐振的电路，称为谐振电路。

(1) RLC串联电路中幅频特性和相频特性

在RLC串联电路中，若施加正弦交流电压，则电路中的电流和各元件上的电压将随电源频率的不同而改变，电流和电源电压间、各元件上的电压和电源电压间的相位差也随电源频率的不同而变化。前者的函数关系称为幅频特性，后者的函数关系称为相频特性，即RLC电路的稳态特性。

电路图8-1：

图8-1 RLC串联谐振电路

(2) RLC串联电路的基本计算 由基本计算公式：

?URz?R??UR?j(2?fL?

1)2?fC串联谐振条件： 2?fL?11，即f =fo? 。f0为谐振频率，且仅与C、L有关。 2?fC2?LC 电路分析实验报告册

?值最大。有： 此时输出电压UR??U? URM随着输入频率相对谐振频率f0的增加或减小，输出电压UR都会减小，但幅度下降到最大值的

12（即：0.707URM）时，会对应两个输入频率：fH和fL，我们分别称之为通频带的上限截止频率和下限截止频率。

21?RR?1????fH?????2??2L?2L?LC???

21?RR1??????fL??????2??2L2LLC????通频带为 BW?fH?fL

?相位和电流相位（即电阻R上的电压U?相位）差为 在谐振频率处的输入电压UR2?fL?12?fC?0

?o?tg?1R在上下限截止频率处2?fL?1??(R)，所以相位差为： 2?fC?H??45?

?L??45?这说明当频率高于f0时，RLC串联回路中电感的感抗起主导作用，所以相位滞后于输入电压相位；当频率低于f0时，RLC串联回路中电容的容抗起主导作用，所以相位超前于输入电压相位。

四、实验内容及步骤

(1) RLC串联谐振特性研究：

1) 按图8-1连接电路。信号发生器产生一个信号幅度为4Vp-p的正弦波接入电路。 2) 首先计算出电路的中心频率（单位为Khz，小数点后保留4位有效数字），并把信号发生器

的频率设置为此数值。示波器2路通道，同时接输入和输出，观察此时的电压UR和相位差，调整输入频率，使得输入与输出相位差为零。记录此时的电压值UR和中心频率fo. (2) 减小输入频率，使输出电压降为0.707UR ,记录此时的频率值fL、相位差，填入表格； (3) 增大输入频率，使输出电压降为0.707UR ,记录此时的频率值fH、相位差，填入表格。

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表8-1 RLC串联电路的特性参数的测量

UR计算值（V） f计算值（kHz） UR测量值（V） f测量值（kHz） 相位差计算值（度） 相位差测量值（度） BW?fH?fL计算值（kHz） BW?fH?fL测量值（kHz） 0.707URM= fL= 0.707 UR= fL= φL= URM= fo= UR= fo= φo=0 0.707URM= fH= 0.707UR= fH= φH= 相位差的测量和计算参考下图：

图8-2 相位差的测量

注意：在改变信号源频率时，特别注意保持输入电压的幅度始终等于4Vp-p。 五、实验报告要求（请在下面的空白页中完成，上面已有的表格除外）

(1) 回答预习思考题；

(2) 请在下面的幅频特性曲线中的恰当位置标出实验数据：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qibg.html