rc选频网络特性测试实验误差分析

实验 RC选频网络特性测试

一、实验目的

1. 熟悉文氏电桥电路的结构特点及其应用。

2. 学会用交流电压表和示波器测定文氏桥电路的幅频特性和相频特性。 二、原理说明

文氏电桥电路是一个RC的串、 并联电路，如图16--1所示。该电路 结构简单，被广泛地用于低频振荡电 路中作为选频环节，可以获得很高纯 度的正弦波电压。

1. 用函数信号发生器的正弦输出信

号作为图16-1 的激励信号ui，并保持 图 16-1

Ui值不变的情况下，改变输入信号的频率f， 用交流电压表或示波器测出输出端相应于各个频率点下的输出电压Uo值，将这些数据画在以频率f 为横轴，Uo为纵轴的坐标纸上，一条光滑的曲线连接这些点，该曲线就是上述电路的幅频特性曲线。

文氏桥路的一个特点是其输出电压幅度不仅会随输入信号的频率而变，而且还会出现一个与输入电压同相位的最大值，如图16-2所示。 由电路分析得知，该网络的传递函数为

??13?j(?RC?1/?RC)

当角频率???0?│β│＝

UoUi?131RC时，

，此时uo与ui 图17-2 同相。由图16-2可见RC串并联电

实验六：RC选频网络特性测试

一、 实验目的

1、熟悉文氏电桥的结构特点及其应用。 2、掌握双踪示波器的使用。

3、学会用交流毫伏表和示波器测定文氏电桥电路的幅频特性和相频特性。 二、 原理说明

文氏电桥电路是一个RC串、并联电路，如图6-1所示，该电路结构简单，被广泛用于低频振荡电路中做为选频环节，可以获得很高纯度的正弦波电压。

图6-1

1、用函数信号发生器的正弦输出信号作为图6-1的激励信号U1，并保持U1不变的情况下，改变输入信号的频率f，用交流毫伏表或者示波器测出输出端相应于各个频率点下的输出电压Uo值，将这些数据画在以频率f为横轴，电压

Uo为纵轴的坐标纸上，用一条光滑的曲线连接这些点，该曲线就是上述电路

的幅频特性曲线。

文氏电桥电路的一个特点是其输出电压幅度不仅会随输入信号的频率而变，而且还会出现一个与输入电压同相位的最大值，如图6-2所示。

幅频特性曲线0.40.350.30.250.20.150.10.050100电压比1000频率10000100000

由电路分析可知，该网络的传递函数为：

??13?j??RC?1?RC1RC?

12?RC当角频率???0???UoUi?13时，即f?f0?时

，且此时Uo与Ui同相位。f0

摘要:Rc串并联选频网络也就是通常所指的文氏电桥电路,文氏电桥电路是一个RC的串、

并联电路,如图3-5-1所示。该电路结构简单,被广泛地用于低频振荡电路中作为选频环节,可以获得很高纯度的正弦波电压。

关键字:文氏电桥电路、 ..、选频 ... ...频率 .......振幅、 正文 实验目的

1.掌握Rc串并联选频网络的频率特性。 2.进一步掌握频率特性的测试方法。 实验原理

文氏电桥电路的一个特点是其输出电压

幅度不仅会随输入信号的频率而变,而且还会出现一个与输入电压同相位的最大值,如图3-5-2所示。

由电路分析得知,该网络的传递函数为

当角频率时,,此时与同相。由图3-5-2可见RC串联电路具 有带通特性。 幅频特性

相频特性

图3-5-2

2.将上述电路的输入和输出分别接到双踪示波器的Y A和Y B两个输入端,改变输入正弦信号的频率,观测相应的输入和输出波形间的时延τ及信号的周期T,则两波形间的相位差为

(输出相位与输入相位之差。

将各个不同频率下的相位差φ画在以为f横轴,φ为纵轴的坐标纸上,用光滑的曲线将这些点连接起来,即是被测电路的相频特性曲线,如图所示。

由电路分析理论得知,当,即时,φ=0,即与同相位。用信号发生器的正弦输出

第二章 选频网络

教学目的：

理解选频网络基本电路构成、特性和功能，抽头阻抗变换；熟练掌握单调谐回路的谐振曲线、特性分析和通频带分析；掌握耦合回路的调谐特性的分析；了解耦合回路的频率特性。

教学内容：

1 串联谐振回路 2 并联谐振回

3 串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换 4 耦合回路

5 滤波器的其它形式

教学重点：

串、并联谐振回路的谐振特性、谐振曲线和通频带分析

教学难点：

阻抗变换的原理及等效关系

引言

选频网络是其它功能单元电路的基本组成部分，它的作用就是选出需要的频率分量并且滤除不需要的频率分量。因此掌握各种选频网络的特性是很重要的

通常选频网络可以分为两大类，一类是由电感电容组成的振荡回路，它有可分为单振荡回路和耦合振荡回路；另一类是各种滤波器，如LC集中滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器等，重点讨论第一类滤波器。

§2.1 串联谐振回路

一 电路结构：

LVSRC

图2.1.1

由电感线圈和电容器组成的单个振荡电路称为单振荡回路。信号源与电容和电感串接，就构成串联振荡回路。振荡回路具有谐振特性，所以它具有选频和滤波作用。 二 电路分析 1 阻抗特性

z?R?jX?R?j(?L?1)?|z|ej?(

Chapter 2 通信电子线路分析基础 2.1 选频网络§2.1.1 串联谐振回路 §2.1.2 并联谐振回路 §2.1.3 串、并联阻抗等效互换与回路 抽头时的阻抗变换 §2.1.4 耦合回路 §2.1.5 选择性滤波器

引言1.选频的基本概念 所谓选频就是选出需要的频率分量并且 滤除不需要的频率分量。 2.选频网络的分类振荡回路(由L、C组成)单振荡回路 耦合振荡回路

各种滤波器

LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器

3.选频网络在本课程的用途 ● ● ● ● ● ● ● 前端选择性电路 高频小信号放大器负载 中频放大器负载 高频功率放大器负载 混频器负载 正弦波振荡器回路 调制电路负载

§2.1.1 串联谐振回路 2.1.1-1 2.1.1-2 2.1.1-3 2.1.1-4 2.1.1-5 2.1.1-6 2.1.1-7 概述 谐振及谐振条件 谐振特性 能量关系 谐振曲线和通频带 相频特性曲线 信号源内阻及负载对串联谐振回路 的影响

2.1.1-1 概述●由电感线圈和电容器组成的单个振荡电路，称为单振荡回路。 信号源与电容和电感串接，就构

绪论 选频网络练习题

一、选择题

1、在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R，可以 C 。

A．提高回路的Q值 B．提高谐振频率 C．加宽通频带 D．减小通频带 2、在高频放大器中，多用调谐回路作为负载，其作用不包括 （ D ） A．选出有用频率 B．滤除谐波成分 C．阻抗匹配 D．产生新的频率成分 3、并联谐振回路的通频带是指其输出电压下降到谐振电压的 所对应的频率范围， 用（ D ）

A、1/2 B、1/3 C、1/3 D、1/2

4、LC并联谐振回路具有选频作用。回路的品质因数越高，则 （A ）

A、回路谐振曲线越尖锐，选择性越好，但通频带越窄。 B、回路谐振曲线越尖锐，选择性越好，通频带越宽。 C、回路谐振曲线越尖锐，但选择性越差，通频带越窄。 D、回路谐振曲线越尖锐，但选择性越差，通频带越宽。

5、地波传播时，传播的信号频率越高，损耗 B 。 （ ）

实验4 RC、RL、RLC电路的稳态特性

【实验目的】

1． 观测RC、RL、RLC串联电路的幅频特性和相频特性。 2． 学习用双踪示波器测量位相差。

【仪器用具】

TDS2012数字示波器、FG-506A型功率函数信号发生器、YB2173B数字交流毫伏表、电容、电感、电阻箱、接线板等。

【原理概述】

在RC、RL和RLC串联电路中，若加在电路两端的正弦交流信号保持不变，则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时，电流（或某元件两端的电压）与频率之间的关系特性称为幅频特性；电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称为相频特性。下面分三种串联电路来分析。

1．RC串联电路

RC串联电路如图1所示。根据图形可得：

??U??U??I?(R?1) （1） URCj?C由（1）式可得到电路的总阻抗Z、电流的有效值I、电阻两端电压的有效值UR、电容两端电压的有效值UC，以及电路电压与电流之间的位相差?分别为：

Z?R2?(12) （2） ?C （3）

严谨·严格·求实·求是

高频电子技术

第二章 选频网络

第二章 选频网络

高频电子技术

第二章内容提要、概念、重点、难点

内容提要–

概述

§2.1 串联谐振回路 – §2.2 并联谐振回路 – §2.3 谐振电路及抽头式谐振电路的等效变换 基本概念：Q值、广义失谐、谐振曲线、通频带 重点：并联谐振回路(Q值、谐振曲线、通频带) 难点：抽头式电路的阻抗变换–

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高频电路中的电阻

一个实际的电阻器，在低频时主要表现为电阻特性， 但在高频使用时，还表现有电抗特性的一面。 电阻器的高频特性与制作电阻的材料、电阻的封装形 式和尺寸大小有密切关系。 一个电阻R的高频等效电路如下图所示, 其中, CR为分 布电容, LR为引线电感, R为电阻。CR LR R

图1 电阻的高频等效电路

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高频电路中的电容

电容定义:由介质隔开的两导体即构成电容。 每个电容器都有一个自身谐振频率SRF(Self Resonant Frequency)。当工作频率小于自身谐振频率时，电容器呈 正常的电容特性，但当工作频率大于自身谐振频率时，电容 器将等效为一个电感。LC C 0 (a) 频

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第二章 选频网络

第二章 选频网络

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第二章内容提要、概念、重点、难点

内容提要–

概述

§2.1 串联谐振回路 – §2.2 并联谐振回路 – §2.3 谐振电路及抽头式谐振电路的等效变换 基本概念：Q值、广义失谐、谐振曲线、通频带 重点：并联谐振回路(Q值、谐振曲线、通频带) 难点：抽头式电路的阻抗变换–

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高频电路中的电阻

一个实际的电阻器，在低频时主要表现为电阻特性， 但在高频使用时，还表现有电抗特性的一面。 电阻器的高频特性与制作电阻的材料、电阻的封装形 式和尺寸大小有密切关系。 一个电阻R的高频等效电路如下图所示, 其中, CR为分 布电容, LR为引线电感, R为电阻。CR LR R

图1 电阻的高频等效电路

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高频电路中的电容

电容定义:由介质隔开的两导体即构成电容。 每个电容器都有一个自身谐振频率SRF(Self Resonant Frequency)。当工作频率小于自身谐振频率时，电容器呈 正常的电容特性，但当工作频率大于自身谐振频率时，电容 器将等效为一个电感。LC C 0 (a) 频

实验五 RC频率特性和RLC谐振综合实验

一、实验目的

1、研究RC串、并联电路及RC双Ｔ电路的频率特性。

2、学会用交流毫伏表和示波器测定RC网络的幅频特性和相频特性。 3、熟悉文氏电桥电路的结构特点及选频特性。

4、加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q值）、通频带的物理

意义及其测定方法。

5、学习用实验方法绘制R、L、C串联电路不同Q值下的幅频特性曲线。

二、实验原理

1、RC串并联电路频率特性

图5-1所示RC串、并联电路的频率特性：

?UN(j?)?ｏ??Ui113?j(?RC?)?RC

图5-1

其中幅频特性为：A(?)?Uo?Ui132?(?RC?12)?RC

?RC?相频特性为：?(?)??o??i??arctg31?RC

幅频特性和相频特性曲线如图5-2所示，幅频特性呈带通特性。

当角频率??11时，A(?)?，?(?)?0?

3RC1。 2?RC图5-2

uO与uI同相，即电路发生谐振，谐振频率f0?也就是说，当信号频率为f0时，RC串、并联电路的输出

电压ｕO与输入电压uI同相，其大小是输入电压的三分之一，这一特性称为RC串、并联电路的选频特性，该电路又称为文氏电桥。

测量频率特性用?逐点描绘