RLC 串联谐振电路选频特性与信的分解信处理实验报告

1、经典资料，WORD文档，可编辑修改，欢迎下载交流。经典资料，WORD文档，可编辑修改，欢迎下载交流。经典资料，WORD文档，可编辑修改，欢迎下载交流。实验二信号处理实验实验一RLC串联谐振电路选频特性与信号的分解1. 实验目的1. 进一步掌握信号分解的方法；2. 熟悉RLC串联谐振电路的选频特性;2. 实验数据及分析表2-1-1RLC串联选频基波二次谐波三次谐波频率（KHz）2.7785.5538.329幅值(mv)1070.090.8282.0四次谐波五次谐波六次谐波七次谐波13.88513.884019.44240.3108.0075.21. 由表中数据可以比对出：1，3，5，7次谐波的频

2、率之比为:是与傅里叶级数相符合的。2. 同时可以比对出：其电压幅值之比：电压的幅值之比不是完全符合要求，但是大致上能满足要求。造成这一情况的原因可能是在测量幅值的过程中存在着干扰，实验中存在一定误差。3. 2,4，6次谐波的幅度较其他次谐波的幅度比较相对较小，基本满足幅度为0的预计。造成这一情况的原因也应该是在幅值的测量过程中存在的干扰所致。表2-1-2李萨如图形I-II-I-IIII-VI-VITIHHVrnvv-ffl-wv-w135712.998图形图形见下李萨如图n-w李萨如图I-1ilSAA¥j对比苕曾加冋珏类型持纹李萨如图皿-V李萨如图I-皿CTPL的持续恪式S对比噴李萨

3、如图I-训李萨如图I-V李萨如图V-WHk表2-1-3电感损耗电阻的测量U(V)ABUri(v)R(kQ)Lf08.83.60043.33f08.80.960245.05f08.80.464539.07f08.80.2561001.3计算出的对应不同频率的rl如上表所示，可以看出不同频率的rl是不同的，这可能是因为趋肤效应的影响所致。3.实验总结分析及思考题思考题a. 在RLC电路中，若改变电阻R1使电路的Q变化，那么串联谐振电路的选频效应有什么变化，并说明Q的物理意义。Q为电路的品质因素，如改变电阻R1使电路的Q发生变化，那么谐振电路的选频效应也会有相应的变化，当Q增大时，谐振的通频带宽度就

4、会减小，所以选频的宽度也会减小。b. 证明在方波的合成过程中，方波的振幅与基频的振幅之比为1:(4/)任意一个满足狄利克雷条件的周期为T的函数f(t)都可以表示为傅里叶级数，并且有：.初杖1=1.e1刁.2/(/)=sm-一sni3+sm+sm了曲)7T357可以看出基波的振幅为4um/，可以得出，方波的振幅和基频的振幅之比1:(4/)。c. 简述李萨如图形的主要用途。李萨如图可以用来大致判断合成图形的X，Y方向的正弦运动的频率之比。由此可以根据已知的一个输入频率求另一待测频率分析分析比较RLC串联谐振电路和有源带通滤波器的选频特性有何区别。RLC串联谐振电路的选频主要是根据基频信号来选择的，

5、一般进行的傅里叶分解得到的各阶次谐波的频率都是基频的整数倍，所以RLC串联谐振电路的频率是离散分布的。有源带通滤波器选出的频率是一定范围的，所以有源带通滤波器选出的频率是一定范围内连续分布的。实验二周期电信号的分解与合成1.实验目的1，了解常用周期信号的傅里叶级数的表示，掌握串联谐振电路和带通滤波器选频电路组成的滤波电路，以构筑周期电信号谐波的分解电路；2，学习用加法器实现对各次谐波信号的叠加；2.实验数据表2-2-1分解后各次谐波的频率和幅值全波方波幅值（V）直流分量DC-47.2-1.83基波f01.42202二次谐波2f059.68.64三次谐波3f04.2468.0四次谐波4f013.

6、818.6五次谐波5f01.5641.2六次谐波6f05.5611.2频率（HZ）直流分量DC00基波f010049.98二次谐波2f099.8100三次谐波3f0100150四次谐波4f0199.73200.1五次谐波5f0200249.9六次谐波6f0300300表2-2-2不加5次及以上的谐波全波方波幅值（V）56.4192频率（HZ）10050全波图形方波图形-utev均方根佰"炉频率yj.oaHz19.50ms取消自鈿叟置表2-2-3加5次谐波全波半波幅值（V）55.6176频率（HZ）10050全波图形:方波图形3.实验总结分析1）实验结果a）方波及其分解后所得的基波和各

7、次谐波的波形分解后所得的波形分别如下图所示其中黑线为基波，红线为二次谐波，橘红线为三次谐波，黄线为四次谐波，蓝线为五次谐波,绿线为六次谐波。棕色为合成的方波波形。频谱图则如下图所示：b）将所得的基波和三次谐波及其合成的波形绘制在同一坐标纸上将所得到的波形如下，其中黑线为基波，黄线为三次谐波，蓝线为合成波形：4c）将所得的基波、三次谐波、五次谐波及三者合成的波形一同绘制在同一坐标纸上，和上面合成的波形进行比较所得的各个波形如下图所示:血1H沁MnJlWEl明片-COE?的I30Q町0.04l2-MrKfltG?Tjrlfljr)4*rfjr)M-'XxAXZX4r#2、XX4图中黑线为基

8、波，黄线为三次谐波，蓝线为五次谐波，绿线为合成的波形，和上一图进行比较，我们可以发现，加入的谐波阶次越多，贝恰成的波形越接近方波。2）实验分析分析理论合成的波形与实验观测到的波形之间产生误差的原因。产生误差的原因有：a）实际测量的波形存在着幅值和相位的拨动，造成合成波形的误差;b）实际测量的精度有限，对干扰的排除能力不强；4思考题什么样的周期性函数没有直流分量和余弦项？周期性函数为奇函数时没有直流分量和余弦项。实验三BPF带通滤波器幅频特性研究1. 实验目的了解带通滤波器的工作原理和幅频特性;2. 实验数据表2-3-1二阶压控电压源带通滤波器序号12345678910F(HZ)749.7802

9、.6848.2900.9999.01100.01200.01300.01326.01348.0U1(V)2.642.642.642.642.642.642.642.642.642.64Uo（v）4.004.084.244.524.925.245.325.325.325.28A(s)1.521.551.611.711.861.982.022.022.022.00序号11121314151617181920F(HZ)1401.01506.01608.01701.01805.01905.02008.02096.02141.02198.0U1(V)2.642.642.642.642.642.642.6

10、42.642.642.645（V）5.204.924.724.484.163.923.723.563.483.36A(s)1.971.861.791.701.581.481.411.351.321.27表2-3-2文氏桥有源带通滤波序号12345678910F(HZ)806.0849.0901.0949.0978.51002.01049.01103.01151.01202.0U1(V)2.642.642.642.642.642.642.642.642.642.64U0（V）3.323.523.763.964.164.204.444.644.845.01A(s)1.261.331.421.501

11、.581.591.681.761.831.90序号11121314151617181920F(HZ)1302.01399.01499.01592.01647.01748.01852.01953.02155.02352.0U1(V)2.642.642.642.642.642.642.642.642.642.64Un(V)5.205.365.445.365.285.124.964.804.324.00A(s)1.972.032.062.032.001.941.881.821.641.52序号212223F(HZ)2545.02571.02597.0U1(V)2.642.642.64Un(V)3.6

12、83.603.52A(s)1.391.361.33实验数据分析二阶压控电压源带通滤波器幅频特性曲线根据表格2-3-1数据绘制二阶压控电压源带通滤波器幅频特性表曲线，如下图所示。根据曲线可以计算出，其特征频率为1310Hz,通频带宽度为1260Hz。F截至频率为720Hz,上截至频率为1980Hz,文氏桥有源带通滤波幅频特性曲线根据表格2-3-2数据绘制文氏桥有源带通滤波幅频特性表曲线，如下图所示。根据曲线可以计算出，其特征频率为1500Hz，下截至频率为900Hz,上截至频率为2400Hz，通频带宽度为1500Hz。影响带通滤波器的带宽和选择性的因素1. 二阶压控电压源带通滤波器影响其选择性的

13、因素也即影响其特征角频率的因素，即其R和C的值大小；通带宽度的因素为其特征角频率和品质因素Q的大小，品质因素Q由Rf和R的大小决定；2. 文氏桥有源带通滤波器影响其选择性的因素也即影响其谐振频率的因素，为R和C的大小，影响其通带宽度的因素为其谐振频率和品质因素Q的大小，品质因素由R3和Rf决定；思考题1. 滤波器参数的改变，对滤波器有何影响；滤波器参数的改变直接影响了滤波器的中心角频率（谐振频率）和品质因素Q,因此也会影响到滤波器的带宽和选择性因素。2. 求出本实验中用R3表示的Q的表达式，分析R3对Q的影响，从而对带通滤波器的幅频响应的影响；所以R3增大时，Q会减小，在谐振频率不变的情况下，

14、通带宽度会增大。实验四非正弦周期信号的傅里叶级数合成实验目的1. 熟悉方波和三角波等非正弦信号的傅里叶展开式；2. 掌握用谐波电源获取一个非正弦周期信号的方法；实验数据及分析方波的合成基波基波和三次谐波合成基波，三次谐波和五次谐波合成大型企业经典管理资料模板，WORD文档，欢迎下载交流分享一个苹果，各得一个苹果，分享一种思想，各得两种思想。分享是件快乐的事件，乐于分享的人，事业更容易成功。基波基波和三次谐波合成基波，三次谐波，五次谐波合成分析比较实验分析可以看出，三角波合成的效果较好，但是方波合成的效果一般，在方波的峰值处存在着不同程度的失真。理论方波和三角波和三角波的图形如下：H11IiJI?.1卜|IdhII1C11Li15r原因分析比较三角波和方波的傅立叶展开式可以发现:T方彼对称方跛$皿捉十一sinsinSisfdsm.7cir+-357盼三角波St71=(sinur血了EsiiSax+)t*925三角波的基波，三次谐波，五次谐波在三角波的合成中已经占据了较大的成分，六次谐波以后幅值对合成三角波的波形影响较小，所以三角波合成失真不大；而方波的五次谐波以后的波形幅值较大，且符号都为正，所以方波合成失真较大。减小失真可以通过合成更多次谐波来实现。思考