電分實驗-策動點阻抗測量實驗報告

1、電路頻域特性的測量策動點阻抗姓名：楊宏達 班級：通信13 學號： 實驗地點：九教南501實驗時間：2014.12.15指導老師：養(yǎng)雪琴 一、 實驗目的：(1) 掌握策動點阻抗的測量方法。(2) 掌握示波器測量相位差的方法。二、 實驗內(nèi)容：1、 RC 串并聯(lián)電路策動點阻抗的測量RC 串并聯(lián)電路如實驗圖1 所示，圖中R = 1.2k，C1=0.47 uF，C2 =0.047 uF。分別測量頻率為500 Hz 、200kHz、4 kHz、10 kHz 時的策動點阻抗。實驗圖 12、 RC 串聯(lián)電路策動點阻抗的測量RC 串聯(lián)電路如實驗圖2所示，圖中R =5100，C=0.1uF，分別測量頻率為200

2、Hz，2kHz、5kHz，10kHz，1O kHz時的策動點阻抗。實驗圖 2三、 實驗原理：策動點阻抗描述了單口網(wǎng)絡(luò)正弦激勵條件下穩(wěn)態(tài)時電壓和電流的幅度及相位差隨頻率變化的關(guān)系。實驗分析策動點阻抗頻率特性可以采用正弦電壓激勵，然后測量電壓及電流的幅度及相位差，并進行數(shù)據(jù)處理。實驗圖3 是策動點阻抗測量圖，可以用毫伏表或示波器進行測量。毫伏表只能測量幅頻特性，示波器可以測量幅頻特性和相頻特性。儀器的通道1測量電壓，通道2采用間接法測量電流。測量電流采用接入小電阻r的間按測試拔，考慮測量系統(tǒng)的參考點，測量的電壓存在一定的誤差，所以電阻r應該盡可能小( 遠小于被測電路的阻抗，但不宜太小，否則測量容易

3、受干擾)，減小測量誤差。由于：所以：當被測電路存在與r 串聯(lián)的電阻時，可以通過測量該電阻的電壓間接測量電流，省略外接小電阻r。信號源頻率可以根據(jù)需要選取一定的變化范圍，并按一定間隔選取，然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出幅頻特性和相頻特性曲線。在測量頻率特性時，應當先粗略觀察一下頻率特性的變化規(guī)律，在特性彎曲較大的區(qū)域應適當增加測量頻率點，然后設(shè)計好記錄表格再進行逐點測量。阻抗是電路的固有特性，對于某一信號頻率，電壓和電流的比值不會隨輸人激勵幅度的變化而交化。由于信號源內(nèi)阻的影響，被測電路阻抗隨頻率變化將導致通道1 的幅度也會隨頻率變化，所以，在測量過程中需要監(jiān)測通道1 的測量數(shù)據(jù)。一般可以在測量每個頻率點

4、時，調(diào)整信號源幅度，使每個頻率點輸入到電路激勵的幅度恒定，便于比較和計算四、 實驗要求及注意事項(1) 在測量策動點阻抗模值時，每當信號頻率改變后，要對vs重新調(diào)整和測量幅度，保證其輸出電壓幅度不變。(2) 用雙跡法和橢圓法測量相位差時，要注意調(diào)整基線或坐標原點的位置及圖形的形狀，以減小測量誤差。(3) 記錄實驗圖2電路2kHz時的雙跡波形及橢圓圖形，并標出原始數(shù)據(jù)。(4) 實驗報告要求。1、實驗原理、實驗電路 ( 包括測量儀器的連接)。2、設(shè)計出合理的數(shù)據(jù)表格。詳細記錄每一個測量數(shù)據(jù)、各頻點阻抗結(jié)果。3、將測量值與理論值比較，并分析誤差原因。4、討論改善實驗效果的措施，總結(jié)實驗經(jīng)驗五、 實驗

5、儀器及元件型號特征： 信號發(fā)生器、示波器、毫伏表、實驗箱。六、 實驗數(shù)據(jù)處理與分析：1、 實驗中出現(xiàn)的雙跡波形及橢圓波形如下所示：雙跡波形 橢圓波形2、 RC 串并聯(lián)電路策動點阻抗的測量實驗數(shù)據(jù)：頻率500Hz2kHz4kHz10 kHz外接電阻阻值r/10101010信號源電壓Vpp/V1515.315.615.7電源電壓Vch1/V7.67.67.67.6小電阻r電壓Vch2/mV5269100207相位差/35.9141.2355.7157.623、 RC 串聯(lián)電路策動點阻抗的測量頻率200Hz2kHz5kHz10 kHz信號源電壓Vpp/V1515.315.615.7外接電阻阻值r/5

6、10510510510電源電壓Vch1/V7.87.87.87.8電阻R電壓Vch2/V0.484.126.647.48相位差/86.458.4133.5718.52測量阻抗模8287.5965.599.531.七、 實驗結(jié)論：1、 RC 串并聯(lián)電路策動點阻抗的測量RC串并聯(lián)電路策動點阻抗測量頻率500Hz2kHz4kHz10 kHz外接電阻阻值r/10101010信號源電壓Vpp/V1515.315.615.7電源電壓Vch1/V7.67.67.67.6小電阻r電壓Vch2/mV5269100207相位差/35.9141.2355.7157.62理論阻抗1163.5-883.65i799.0

7、4-735.42i399.04-650.04i88.59-347.67i測量阻抗模1461.1101.760367.理論阻抗模1461.021085.96762.75358.78理論相位差3642.6658.4675.6阻抗模誤差0.04%1.43%0.36%2.33%相位差誤差0.25%3.35%4.70%23.78%2、 RC 串聯(lián)電路策動點阻抗的測量RC串聯(lián)電路策動點阻抗測量頻率200Hz2kHz5kHz10 kHz信號源電壓Vpp/V1515.315.615.7外接電阻阻值r/510510510510電源電壓Vch1/V7.87.87.87.8電阻R電壓Vch2/V0.484.126.

8、647.48相位差/86.458.4133.5718.52測量阻抗模8287.5965.599.531.理論阻抗模7978.1945.52601.27534.28理論相位差86.3357.3631.9817.34阻抗模誤差3.88%2.12%0.36%0.46%相位差誤差0.08%1.83%4.97%6.81%八、 誤差分析： 1.桌面振動造成的影響。2.示波器上顯示的熒光線較粗，取電壓值時的熒光線間寬度不準，使電壓值不準。3.取正弦周期時肉眼調(diào)節(jié)兩熒光線間寬度不準，導致周期不準。4.機器系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差。6.fy選取時上下跳動，可能取值不準。九、 思考題：1 比較、總結(jié)雙跡法與橢圓法的優(yōu)缺點

9、，各在什么情況下使用方便？雙跡法的優(yōu)點在于測信號峰峰值時比橢圓法誤差更小。在測峰峰值時如果用橢圓法你需要分別測出橢圓在X軸和Y軸上的投影，而雙跡法卻只要測出圖像的峰峰值就可以了，因此可以減小誤差。而在測信號的相位差時橢圓法的誤差更小。雙跡法測相位差時你需要一個周期的時間和兩列波同樣值的兩點間的時間差。而在測這兩個數(shù)據(jù)時，隨著頻率的增加兩列波的周期變短，在調(diào)節(jié)的時候很容易由于示波器掃描的頻率過低而使屏幕上出現(xiàn)一個雜亂無章的圖像，影響測量的準確性，而橢圓法卻不會有這樣的現(xiàn)象。2 在測量圖（b）所示電路的策動點阻抗時，是否需要加入供測量電流用的小電阻，為什么？不需要。在6-2中電路本身就有一個定值電

10、阻，他的作用包括了供測量電流用的小電阻的作用。在測量時可以通過測量該電阻的電壓間接測量電流。十、 實驗照片核實：實驗照片 1實驗照片 2實驗照片 3實驗照片 4十一、 感想體會：學習到了知識，還是需要在實踐中才能得到更深刻的認識理解。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，我想這就是通信專業(yè)的學生在學習玩電路分析課程之后，要親自親自動手做電分實驗的原因吧。通過這個實驗，我學到了許多東西。原本認為自己在電路分析理論課上已經(jīng)把阻抗等知識理解得很清晰了。但是，這次實驗讓我發(fā)現(xiàn)了自己在電路理論知識方面的不足，促使我能夠真正地把理論知識學好。實驗給了我們一個很好的把理論應用到實踐的機會，讓我們能夠很好的把理論知識轉(zhuǎn)化到實際能力，提高了對理論知識的理解與掌握。在學習知識上面，本學期電分實驗不