串聯(lián)諧振電路實驗報告

串聯(lián)諧振電路學(xué)號：1028401083姓名：趙靜怡一、 實驗?zāi)康?、 加深對串聯(lián)諧振電路條件及特性的理解2、 掌握諧振頻率的測量方法3、 理解電路品質(zhì)因數(shù)Q和通頻帶的物理意義及其測量方法4、 測量RLC串聯(lián)諧振電路的頻率特性曲線5、 深刻理解和掌握串聯(lián)諧振的意義及作用6、 掌握電路板的焊接技術(shù)以及信號發(fā)生器、交流毫伏表等儀表的使用7、 掌握Multisim軟件中的FunctionnGenerator、Voltmeter、BodePlotter等儀表的使用以ACAnalysis等SPICE仿真分析方法8、 用Origin繪圖軟件繪圖二、 實驗原理RLC串聯(lián)電路如圖2.6.1所示，改變電路參數(shù)L、C或電源頻率時，都可以是電路發(fā)生諧振。2.6.1RLC諧振串聯(lián)電路11、 諧振頻率：f0=2nrr，諧振頻率僅與元件l、c的數(shù)值有關(guān)，而與電阻R和激勵電源的角頻率w無關(guān)2、 電路的品質(zhì)因素Q和通頻帶B電路發(fā)生諧振是，電感上的電壓（或電容上的電壓）與激勵電壓之比稱為電路的品質(zhì)因素Q，即Q=1七R\C定義回路電流下降到峰值在0.707時所對應(yīng)的頻率為截止頻率，介于兩截止頻率間的頻率范圍為通帶，即B=炊Q3、 諧振曲線電路中電壓與電流隨頻率變化的特性稱頻率特性，他們隨頻率變化的曲線稱頻率特性曲線，也稱諧振曲線4、 實驗儀器：（1） 計算機（2） 通路電路板一塊（3） 低頻信號發(fā)生器一臺（4） 交流毫伏表一臺（5） 雙蹤示波器一臺（6） 萬用表一只（7） 可變電阻（8） 電阻、電感、電容若干（電阻100Q，電感10mH、4.7mH，電容100nF)三、實驗內(nèi)容Multisim仿真（1）創(chuàng)建電路：從元器件庫中選擇可變電阻、電容、電感創(chuàng)建如圖2.6.2電路.2.6.2Multisim串聯(lián)諧振（2）當(dāng)電阻R=100,200,300歐時，用Multisim軟件仿真串聯(lián)諧振電路的諧振曲線，在同一張圖中畫出諧振曲線，說明R對Q值、帶寬的影響。2.6.3不同Q值值電流的頻率特性曲線（藍(lán)線為300Q，綠線為200Q，紅線為100Q）

將2.6.3放大后:alAnalysis1 100 曜 1MFrequency(Hz)通過上圖，我們可以看到，隨著電阻R的減小，品質(zhì)因素Q在增大，曲線尖峰值越險峻，其選擇性就越好。但是電路通過的信號頻帶越窄，即通頻帶寬越窄。利用諧振的特點設(shè)計選頻網(wǎng)絡(luò)，在串聯(lián)諧振電路(R=100QL=4.7mHC=100nF)上輸入頻率為3.5kHz、占空比為30%、脈沖幅度為5V的方波電壓信號，用Multisim軟件測試諧振電路輸入信號和輸出信號(電阻上電壓)的頻譜、測試輸入信號和輸出信號波形，說明輸入和輸出信號的波形和頻譜是如何變化的，為什么？

設(shè)置仿真電路圖如上，輸入信號的頻譜由對節(jié)點1的傅里葉分析得到；輸出信號的頻譜由對節(jié)點3進(jìn)行傅里葉分析得到。輸入信號：Feaeranalysis的柑）：DCCDTpcrert 1.4S43Sho.HarmontG： 9TO: 72.1403^Grid盅富InterpdatonDegrs 1HarmanicFrequency^agnituoePhaseNDrm.NagMorn.Phase1Z55675奏8534102兀E1.52317-IB.2810.555744岳,1413WJQJ575J2-72,^22o,i?■1C8.2B4ITO0,4422865143750,17293317,57815175M0.636252■053120.243352蜀，逍60,搠S-sm0.15j7S37四50。0.11J062fi71.01560.04dW55.15628280）。0.358191IE.8750.'44]07■18.93493isnO.3OJ977-37.366a.imi-73,12525kFourierAnalysis1.成1.K咖皿曲F皿25kFourierAnalysis1.成1.K咖皿曲F皿a?ffirll-kJfljiTv_(z山beq>Ek 21k倒啊阿輸出信號:09fl底F郵唧Jfc)BFourier.sniahrTsisfwV{3}；DCoomparent：-o.xmMNO.HamiQ!1C5：9THD;223福B%GndEize:256[nterpD^tionDecree:1HarmoneFrequencyr^acnitudePhaseNorm.MagNorm.Phase135000.652305111.3^610270001.42S550.S7397L2.13956-11Q.-1731A50D0.183695-L29.1D.S1603-240.44耳1400D0.14S2&1-L7.335D.22332-123.6a51750D0.146A93-77.039D.22^575-133.4462100DQ.C157D6M-134.IBD.D374754-M.5372450D0.0205336-^.73.21D.Q314783-121.00B省如D0.0435256-55.247D.D7^39D4-176.39g315QD0.032523-t20.220.0430582-231.56由輸入信號和輸出信號的頻譜可知，輸出信號已經(jīng)出現(xiàn)223.488%的失真，失真已經(jīng)較大。輸入信號與輸出信號波形圖:從波形圖可以更直觀的看出，輸入的方波已經(jīng)出現(xiàn)了很大的失真。測量元件值（阻值、電感及電感的直流電阻），計算電路諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)Q和-3dB帶寬的理論值。R阻值和L電感的直流阻值之和（Q）C電容（nF）L電感（mH）100944.7理論值計算：電路諧振頻率：f0=—L= 1 =7.571kHz02nLC 2叭'4.7x10-3x94x10-9品質(zhì)因素：Q=y=上x"7x10一3=2.236RVC100t94x10-9-3dB帶寬：B=￡°='571x103=3.386kHzQ2.236在電路板上根據(jù)下圖2.6.1焊接電路，信號電壓有效值設(shè)置為1V。設(shè)置有效值為1V：將信號發(fā)生器與交流毫伏表對接，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器AMPL鍵，注意觀測交流毫伏表的電壓值。當(dāng)信號發(fā)生器的峰峰值為1.4V時，交流毫伏表的有效值為1V（如下圖）。所以將交流毫伏表的峰峰值固定在1.4V。

4.用兩種不同方法測量電路的f0值。（1）維持信號源的輸出幅度不變，令信號源的頻率由小逐漸變大，測量R兩端的電壓Ur,當(dāng)Ur的讀書為最大為710mV時，讀得的頻率值即為電路的諧振頻率f=7.57kHz0（2）根據(jù)電路發(fā)生諧振時，輸入信號和電阻電壓相位一致的特性，將這兩路信號分別接入示波器的兩個通道，并把示波器設(shè)定在X-Y模式。調(diào)節(jié)輸入信號發(fā)生器的信號頻率，可以在示波器上看到一個急劇變化的橢圓，當(dāng)橢圓變成一條直線時，此時電路發(fā)生了諧振，輸入信號的頻率就是諧振頻率

迎nEE1641D型35數(shù)信號發(fā)生器/計數(shù)器A迎nEE1641D型35數(shù)信號發(fā)生器/計數(shù)器A測試電路板上串聯(lián)諧振電路的諧振曲線、諧振頻率、-3dB帶寬。（隨頻率變化，測量電阻電壓，按下表記錄所測數(shù)據(jù)）頻率f(kHz)5.406.106.707.207.588.008.509.109.8010.80電壓Ur(mV)470560620680710680630600540480.00歸一化電壓(V)(U/uR) Rmax 0.6620.7890.8730.9581.0000.9580.8870.8450.7610.68RLC電路響應(yīng)的諧振曲線的測量隨著頻率的變化，將電阻兩端的電壓比上電阻兩端電壓的最大值，得到的歸一化電壓。歸一化電壓和頻率為坐標(biāo)的曲線，即為頻率特性曲線。從圖中可以計算B=10.4337651-5.63205182=4.8017kHz。通過上圖計算，得到的數(shù)值與之前計算的理論值有41.82%的誤差。誤差分析：1、 在測量電阻上電壓時產(chǎn)生誤差2、 由于滑動變阻器可調(diào)，所以在測量過程中，100Q的電阻值可能會產(chǎn)生偏差3、 儀器中的系統(tǒng)誤差四、實驗總結(jié)

本次試驗，讓我進(jìn)一步了解了Multisim軟件的使用，知道怎樣用ACAnalysis和傅里葉分析進(jìn)行諧振曲線和頻譜的繪制。同時，了解了諧振點的兩種測量方法和串聯(lián)諧振的作用。在本次實驗中，首次接觸交流毫伏表，通過本次試驗的測量，我初步掌握了交流毫伏表的使用方法。當(dāng)我被上帝造出來時，上帝問我想在人間當(dāng)一個怎樣的人，我不假思索的說，我要做一個偉大的世人皆知的人。于是，我降臨在了人間。我出生在一個官僚知識分子之家，父親在朝中做官，精讀詩書，母親知書答禮，溫柔體貼，父母給我去了一個好聽的名字：李清照。小時侯，受父母影響的我飽讀詩書，聰明伶俐，在朝中享有“神童”的稱號。小時候的我天真活潑，才思敏捷，小河畔，花叢邊撒滿了我的詩我的笑，無可置疑，小時侯的我快樂無慮。“興盡晚回舟，誤入藕花深處。爭渡，爭渡，驚起一灘鷗鷺?！鼻啻旱奈胰缤恢恍▲B，自由自在，沒有約束，少女純凈的心靈常在朝陽小，流水也被自然洗禮，纖細(xì)的手指拈一束花，輕拋入水，隨波蕩漾，發(fā)髻上沾著晶瑩的露水，雙腳任水流輕撫。身影輕飄而過，留下一陣清風(fēng)?？墒峭砟甑奈覅s生活在一片黑暗之中，家庭的衰敗，社會的改變，消磨著我那柔弱的心。我?guī)缀鯇ι罱^望，每天在痛苦中消磨時光，一切都好象是灰暗的。“尋尋覓覓冷冷清清凄凄慘慘戚戚”這千古疊詞句就是我當(dāng)時心情的寫照。最后，香消玉殞，我在痛苦和哀怨中凄涼的死去。

在天堂里，我又見到了上帝。上帝問我過的怎么樣，我搖搖頭又點點頭，我的一生有歡樂也有坎坷，有笑聲也有淚水，有鼎盛也有衰落。我始終無法客觀的評價我的一生。我原以為做一個著名的人，一生應(yīng)該是被歡樂榮譽所包圍，可我發(fā)現(xiàn)我錯了。于是在下一輪回中，我選擇做一個平凡的人。我來到人間，我是一個平凡的人，我既不著名也不出眾，但我擁有一切的幸福：我有溫馨的家，我有可親可愛的同學(xué)和老師，我每天平凡而快樂的活著，這就夠了。天兒藍(lán)藍(lán)風(fēng)兒輕輕，暖和的春風(fēng)帶著春的氣息吹進(jìn)明亮的教室，我坐在教室的窗前，望著我擁有的一切，我甜甜的笑了。我拿起手中的筆，不禁想起曾經(jīng)作詩的李清照，我雖然沒有橫溢的才華，但我還是拿起手中的筆，用最樸實的語言，寫下了一時的感受：人生并不總是完美的，每個人都會有不如意的地方。這就需要我們靜下心來閱讀自己的人生，體會其中無盡的快樂和與眾不同?！案徊蛔x書富不久，窮不讀書終究窮。”為什么從古到今都那么看重有學(xué)識之人？那是因為有學(xué)識之人可以為社會做出更大的貢獻(xiàn)。那時因為讀書能給人帶來快樂。自從看了《丑小鴨》這篇童話之后，我變了，變得開朗起來，變得樂意同別人交往，變得自信了……因為我知道：即使現(xiàn)在我是只“丑小鴨”，但只要有自

信，總有一天我會變成“白天鵝”的，而且會是一只世界上最美麗的“白天鵝”……我讀完了這篇美麗的童話故事，深深被丑小鴨的自信和樂觀所折服，并把故事講給了外婆聽，外婆也對童話帶給我們的深刻道理而驚訝不已。還吵著鬧著多看幾本名著。于是我給外婆又買了幾本名著故事，她起先自己讀，讀到不認(rèn)識的字我就告訴她，如果這一面生字較多，我就讀給她聽整個一面。漸漸的，自己的語文閱讀能力也提高了不少，與此同時我也發(fā)現(xiàn)一個人讀書的樂趣遠(yuǎn)不及兩個人讀的樂趣大，而兩個人讀書的樂趣遠(yuǎn)不及全家一起讀的樂趣大。于是，我便發(fā)展“業(yè)務(wù)”帶動全家一起讀書……現(xiàn)在，每每遇到好書大家也不分男女老少都一擁而上，爭先恐后“搶書”，當(dāng)我說起我最小應(yīng)該讓我的時候，卻沒有人搭理我。最后還把書給撕壞了，我生氣地哭了，媽媽一邊安慰我一邊對外婆說：“孩子小，應(yīng)該讓著點。”外婆卻不服氣的說：“我這一把年紀(jì)的了，怎么沒人讓我呀？”大家人你一言我一語，誰也不肯相讓……讀書讓我明白了善惡美丑、悲歡離合，讀一本好書，猶如同智者談心、談理想，教你辨別善惡，教你弘揚正義。讀一本好書，如品一杯香茶，余香繚繞。讀一本好書，能使人心靈得到凈化。書是我的老師，把知識傳遞給了我；書是我的伙伴，跟我訴說心里話；書是一把鑰匙，給我敞開了知識的大門；書更是一艘不會沉的船，引領(lǐng)我航行在人生的長河中。其實讀書的真真樂趣也就在于此處，不是一個人悶頭苦讀書；也不是讀到好處不與他人分享，獨自品位；更不是一個人如癡如醉地沉浸