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 1RLC 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 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 时，振幅比随之变化，当振幅比下降到最大值的 1/角频率 1、2 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=F,电阻 R 分别取 620 和 ,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=620 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 ，重复 2 中步骤，结果填入表9-2 中。 表 9-2 R= 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(?L? 1 1 ?C ); 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=510， 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=510。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 观察波形，函数信号发生器输出电压 us 和电阻电压uR 相位不同，此时电路呈现电感性。 当频率 f0?108kHz 时：图 3f0?108kHz 时波形图 观察波形，函数信号发生器输出电压 us 和电阻电压uR 同相位，可以得出，此时 电路发生谐振，验证了实验电路的正确，与之前得出的理论值相等。因此证明实验电路的连接是正确的。 当频率为 f0?150kHz 时：图 4 f0?150kHz 时波形图 观察波形，函数信号发生器输出电压 us 和电阻电压uR 相位不同，此时电路呈现出电容性。 六.用波特图示仪观察幅频特性。 按下图所示，将波特图仪 XBP1 连接到电路图中。双击波特图仪图标打开面板，面板上各项参数设置如图下图所示。打开仿真开关，在波特图仪面板上出现输出 u0 的幅频特性，拖动红色指针，使之对应在幅值最高点，此时在面板上显示出谐振频率 f0?。 图 5 波特图七.结论与体会： 通过本次是我掌握好了 RLC 谐振电路的基本规律和它的调整方法，实验中测量谐振 频率的方法有：调节频率法、示波器法、电感电容法。本次实验选择的是调节频率法。本次实验用 Multisim 仿真软件对 RLC 串联谐振电路进行分析，设计出了准确的电路模型，也仿真出了正确的结果。并且得到了 RLC 串联谐振电路有几个主要特征： 谐振时，电路为阻性，阻抗最小，电流最大。可在电路中串入一电流表，在改变电路参数的同时观察电流的读数，并记录，测试电路发生谐振时电流是否为最大。一个正弦稳态电路，当其两端的电压和通过的电流同相位，则称为电路发生谐振，此时的电路称为谐振电路。实现谐振的基本方法是： 角频率?0（或频率 f0）不变，调节电感 L 值和电容 C值电感 L 不变，调节角频率?0（或频率值和电感 L 值 ； 谐振时，电源电压与电流同相。这可以通过示波器观察电源电压和电阻负载两端电压的波形中否一样的相而得到。 f ）值和电容 C 值电容 C 不变，调节角频率?0（或频率 f0） 篇三：RLC 串联谐振电路的实验报告RLC 串联谐振电路的实验研究 一、摘 要： 从 RLC 串联谐振电路的方程分析出发， 推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗， 并且基于 Multisim 仿真软件创建 RLC 串联谐振电路， 利用其虚拟仪表和仿真分析， 分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。其结果表明了仿真与理论分析的一致性， 为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。 二、关键词：RLC；串联；谐振电路； 三、引言 谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。通常，谐振电路由电容、电感和电阻组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。 由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。比如，串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。所以研究串联谐振有重要的意义。 在含有电感 L 、电容 C 和电阻 R 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况， 即频率特性。Multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用， 其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法， 同时也缩短了产品的研发时间。 四、正文 （1）实验目的： 1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。 3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。 4.测定 RLC 串联谐振电路的频率特性曲线。(2)实验原理： RLC 串联电路如图所示，改变电路参数 L、C 或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率 的函数：Z=R+j(L-1/C) 当 L-1/C=0 时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。 谐振角频率 0 =1/LC ，谐振频率f0=1/2 LC 。 谐振频率仅与原件 L、C 的数值有关，而与电阻 R 和激励电源的角频率 无关，当 0 时，电路呈感性，阻抗角 0。 1、 电路处于谐振状态时的特性。 （1） 、回路阻抗 Z0=R,| Z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。 （2） 、回路电流 I0 的数值最大，I0=US/R。 （3） 、电阻上的电压 UR 的数值最大，UR =US。 （4） 、电感上的电压 UL 与电容上的电压 UC 数值相等，相位相差 180，UL=UC=QUS。 2、电路的品质因数 Q 电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数 Q，即： Q=UL（0）/ US= UC（0）/ US=0L/R=1/R*L/C （3）谐振曲线。 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。 在 US、R、L、C 固定的条件下，有 I=US/R2?(?L-1/?C)2 UR=RI=RUS/R2?(?L-1/?C)2 UC=I/C=US/CR2?(?L-1/?C)2 UL=LI=LUS/R2?(?L-1/?C)2改变电源角频率 ，可得到响应电压随电源角频率 变化的谐振曲线，回路电流与电阻电压成正比。从图中可以看到，UR 的最大值在谐振角频率 0 处，此时，UL=UC=QUS。UC 的最大值在 0 处。 图表示经过归