实验十二幅频特性和相频特性

1、实验十二 幅频特性和相频特性一、实验目的：研究串、并联电路的频率特性。二、实验原理及电路图1、实验原理电路的频域特性反映了电路对于不同的频率输入时，其正弦稳态响应的性质，一般用电路的网络函数表示。当电路的网络函数为输出电压与输入电压之比时，又称为电压传输特性。即：1）低通电路图1-1 低通滤波电路 图1-2 低通滤波电路幅频特性简单的RC滤波电路如图4.3.1所示。当输入为，输出为时，构成的是低通滤波电路。因为：所以：是幅频特性，低通电路的幅频特性如图4.3.2所示，在时，即，通常降低到时的角频率称为截止频率，记为。2）高通电路 图2-1 高通滤波电路 图2-2 高通滤波电路的幅频特性所以：

2、其中传输特性的幅频特性。电路的截止频率高通电路的幅频特性如4.3.4所示当时，即低频时当时，即高频时，。3） 研究RC串、并联电路的频率特性：其中幅频特性为： 相频特性为：幅频特性和相频特性曲线如图152所示，幅频特性呈带通特性。当角频率时，O与I同相，即电路发生谐振，谐振频率。也就是说，当信号频率为0时，串、并联电路的输出电压O与输入电压i同相，其大小是输入电压的三分之一，这一特性称为串、并联电路的选频特性，该电路又称为文氏电桥。2、电路图 图1（低通电路） 图2（高通电路）图3（RC并联）三、实验环境： 面包板（SYB130）、两个1k电阻、两个0.1uF的电容、函数信号发生器、Tek示波

3、器。四、实验步骤：1）在面包板上将电路搭建如图1所示。2）在100Hz和10000Hz间选10组数据，测量不同频率下的输出电压的Vpp和输入与输出间的相位，并记录数据。3）保存当f=1.59155kHz是的波形图。4）在面包板上分别将电路搭建如图2，3所示，并重复2）、3）操作。5、 实验数据及分析 ，1、 一阶RC低通网络：（当时）谐振频率f/kHz0.1001.0001.3001.5001.59155U2的Vpp/V5.044.083.683.443.28相位差/度-6.150-34.20-41.58-45.00-46.65谐振频率f/kHz1.7002.0005.0008.00010.0

4、00U2的Vpp/V3.202.881.521.040.880相位差/度-48.41-52.96-69.92-74.12-75.14分析：在实验误差允许范围内，电压的幅值和相位都随着频率的增大而减小。2、 一阶RC高通网络：（当时）谐振频率f/kHz0.1001.0001.3001.5001.59155U2的Vpp/V0.402.923.403.643.76相位差/度87.2353.0146.9343.3241.45谐振频率f/kHz1.7002.0005.0008.00010.000U2的Vpp/V3.804.004.644.804.90相位差/度38.1934.8115.929.9548.

5、292分析：在实验误差允许范围内，电压的幅值都随着频率的增大而增大，相位随着频率的增大而减小。3、 RC并联：谐振频率f/kHz0.1001.0001.3001.5001.591551.700U2的Vpp/V0.3521.641.681.681.681.68相位差/度79.0214.625.3890.000-0.579-3.759谐振频率f/kHz2.0002.5003.0004.5006.000U2的Vpp/V1.661.581.421.281.08相位差/度-10.23-17.34-32.13-38.51-48.88分析：在实验误差允许范围内，相位随着频率的增大而减小；当f<f0时，电压的幅值都随着频率的增大而增