调谐电路功效的研究实验报告

1、专业：机械电子工程姓名：许世飞 实验报告课程名称：电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩： _实验名称： 调谐电路功效的研究 实验类型：_ _同组学生姓名：_一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、 实验目的1、掌握谐振频率及品质因数的测量方法；2、掌握频率特性曲线的测量与作图技巧；3、了解谐振电路的选频特性、通频带及其应用；4、研究电感线圈以及信号源的非理想状态对谐振特性测量的影响和修正方法。5、示波器、信号源的基本操作。二、 实验原理由电阻器、电容器和电感器串联组成

2、的一端口网络，其复阻抗为Z=R+RL+jwL-1wC。RLC串联电路发生谐振时，电路具有的特点：1、电路的阻抗最小；2、电路的电流达到最大值，该值的大小取决于一端口网络的等效阻值，与电感和电容的值无关，即Imax=UR。3、电压、电流同相位；4、电感与电容上的电压有效值相等，相位相反，电抗压降等于零。此时电路的角频率称为谐振角频率w0,且w0=1LC ,将w0L或1w0c称为电路的特性阻抗，记作，特性阻抗与R的比值称为品质因数，记作Q，即Q=w0LR=1RLC 。三、 实验设备1、信号发生器2、DG08模块（206）或元件箱实验板（201 202）3、示波器4、宽频带电压表（206）或交流毫伏

3、表（201 202）5、电阻箱四、 实验内容由电阻器、电感器和电容器组成RLC串联电路，选择L=40mH，C=0.1µF，R=100，电路输入端接信号发生器，使其输出正弦信号。计算品质因数（由于电感的制造工艺使得其偏差较大，因此f0只能参考，若要精确计算f0，可能需要先测定电感的值）。1、根据提供的设备，预先计算出谐振频率f0 的值，确定信号源输出幅值和UR、UL、UC的极值范围。2、以f0为中心向左右扩展，保持US幅值基本不变，依次改变f， 测量UR、UL UC 、ULC ，画出幅频特性曲线。(注意P283信号源输出电压Us和信号源端口电压（空载电压）Us的区别)3、将R由100

4、改为1K ，重复测量UR、UL、UC 、ULC ，再次绘制幅频特性曲线。4、画出上述两个Q值下的通用谐振曲线。五、 实验数据记录及处理。1、 实验预先计算得出谐振频率w0=2.5kHz。2、f(kHz)wURULUCII(w)/I16.280.120.221.20.00120.18751.27.5360.160.321.280.00160.251.48.7920.20.461.360.0020.31251.610.0480.240.71.520.00240.3751.811.3040.2811.760.00280.4375212.560.331.482.120.00330.5156252.11

5、3.1880.381.762.320.00380.593752.213.8160.442.122.640.00440.68752.314.4440.532.62.920.00530.8281252.415.0720.62.923.280.0060.93752.515.70.643.323.440.006412.616.3280.643.443.360.006412.716.9560.613.53.120.00610.9531252.817.5840.573.382.720.00570.8906252.918.2120.523.242.320.00520.8125318.840.442.9620

6、.00440.68753.119.4680.42.761.80.0040.6253.320.7240.322.41.450.00320.53.723.2360.231.80.920.00230.3593754.125.7480.21.540.680.0020.31254.930.7720.161.240.40.00160.25这是在R=100，L=40mH，C=0.1uF的情况下测得的实验数据以及测得的图像。由图像可知，电路的谐振频率在2.57kHz，UR达到最大值。UC达到最大值和UL达到最大值不是同一频率。3、当R=1000时，测得数据如下表：fwURUCUL1.27.5360.720.9

7、20.2161.48.7920.80.880.2721.610.0480.840.840.321.811.3040.880.80.392212.560.920.720.4482.113.1880.920.720.4642.213.8160.920.680.4882.314.4440.960.640.5122.415.0720.960.640.5442.515.70.960.620.562.616.3280.960.60.5842.716.9560.920.560.6122.817.5840.920.560.6323.119.4680.920.50.6883.320.7240.880.460.7

8、23.521.980.860.420.743.924.4920.840.380.7844.427.6320.80.320.844.930.7720.760.260.88画出图像如下图：4、通频曲线在R=100时，测得数据：ww/woII(w)/I6.280.3846150.0012060.1883527.5360.4615380.0016030.2503028.7920.5384620.0020030.31279710.0480.6153850.002410.37625711.3040.6923080.0028090.438612.560.7692310.0033120.51719613.18

9、80.8076920.003810.59495113.8160.8461540.0044040.68770214.4440.8846150.0053080.82878215.0720.9230770.0060010.93704515.70.9615380.0064010.99953416.32810.0064040.99996116.9561.0384620.0061010.95274517.5841.0769230.00570.89007618.2121.1153850.0052050.81273518.841.1538460.0044030.68752419.4681.1923080.00

10、40.62464120.7241.2692310.0032020.49998223.2361.4230770.0023090.3605225.7481.5769230.0020160.31484530.7721.8846150.0016160.252269在R=1000时，测得数据:ww/woI(w)/I7.5360.4615380.7472778.7920.5384620.82987610.0480.6153850.87278211.3040.6923080.91368612.560.7692310.95444613.1880.8076920.95711113.8160.8461540.95

11、615214.4440.8846150.9966415.0720.9230770.99794415.70.9615380.99944916.32810.99979316.9561.0384620.95561217.5841.0769230.95853319.4681.1923080.95890220.7241.2692310.91708621.981.3461540.89611224.4921.50.88181227.6321.6923080.83982330.7721.8846150.793313由这两组数据画出通用谐振曲线：此时，取峰值的0.707倍画出一条横线，和两曲线相交，此时所对应的w1和w2,可以计算出f1和f2,它们之间就是通频带。注：由于本次实验中测量电流没有用交流电流表，所以在计算电流I（w）时，是用电压UR、UL、UC分别除以相应阻抗得到电流，然后画电流三角形用勾股定理求解总电流。六、 实验思考1、 我们可以通过串联电路中电流达到最大值、R两端电压达到最大值、UL和UC相等，来判断电