串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)報(bào)告包含電路圖，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果
大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
院系：電子信息學(xué)院 班級(jí)：16通信工程 姓名：袁* 學(xué)號(hào)：16128404014 指導(dǎo)老師：金* 同組實(shí)驗(yàn)者：無(wú) 實(shí)驗(yàn)日期：2018
實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：串聯(lián)諧振電路 基 礎(chǔ) 實(shí) 驗(yàn) - 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font>
- 加深對(duì)串聯(lián)諧振電路條件及特性的理解.
- 掌握諧振頻率的測(cè)量方法.
- 理解電路品質(zhì)因數(shù)Q和通頻帶的物理意義及其測(cè)定方法.
- 測(cè)定RLC串聯(lián)諧振電路的頻率特性曲線.
- 深刻理解和掌握串聯(lián)諧振的意義及作用.
- 掌握電路板的焊接技術(shù)以及信號(hào)發(fā)生器、交流毫伏表等儀表的使用方法.
- 掌握Multisim軟件中的Function Generator Voltmeter、Bode Plotter等儀表的使用方法以及AC Analysis等SPICE的仿真分析方法.
- 掌握Origin軟件的使用方法.
RLC串聯(lián)電路如圖3.6.1所示，改變電路參數(shù)L、C或電源頻率時(shí)，都可能使電路發(fā)生諧振. 該電路的阻抗使電源角頻率 的函數(shù)  （3.6.1） 當(dāng) 時(shí)，電路中的電流與激勵(lì)電壓同向，電路處于諧振狀態(tài). 諧振角頻率 ，諧振頻率 . 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(lì)電源的角頻率 無(wú)關(guān).當(dāng) 時(shí)，電路呈容性，阻抗角 ；當(dāng) 時(shí)，電路呈感性，阻抗角 . - 回路阻抗
 ， 為最小值，整個(gè)回路相當(dāng)于一個(gè)純電阻電路. - 回路電路
 的數(shù)值最大， - 電阻的電壓
 的數(shù)值最大， - 電感上的電壓
 與電容上的電壓 數(shù)值相等，相位相差180°，
電路發(fā)生諧振時(shí)，電感上的電壓（或電容上的電壓）與激勵(lì)電壓之比稱(chēng)為電路的品質(zhì)因數(shù)Q，即 （3.6.2） 定義回路電流下降到峰值的0.707時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率為截至頻率，介于兩截止頻率間的頻率范圍為通頻帶B，即  （3.6.3） 電路中電壓與電流隨頻率變化的特性稱(chēng)為頻率特性，它們隨頻率變化的曲線稱(chēng)為頻率特性曲線，也稱(chēng)為諧振曲線. Q值越大，曲線尖峰值愈陡峭，其選擇性就愈好，但電路通過(guò)的信號(hào)頻帶越窄，即通頻帶越窄. - 計(jì)算機(jī)一臺(tái).
- 通用電路板一塊.
- 低頻信號(hào)發(fā)生器一臺(tái).
- 交流毫伏表一臺(tái).
- 雙蹤示波器一臺(tái).
- 萬(wàn)用表一只.
- 可變電阻一只.
- 電阻、電感、電容若干（電阻1000Ω，電感10mH、4.7mH，電容100nF）.
- 創(chuàng)建電路：從元器件庫(kù)中選擇可變電阻、電容、電感創(chuàng)建如圖3.6.4所示的電路.
圖3.6.4 串聯(lián)諧振電路 - 分別用Multisim軟件（AC仿真、波特表、交流電壓表均可）測(cè)量串聯(lián)諧振電路的諧振曲線、諧振頻率、-3dB帶寬.
- 當(dāng)電阻
 時(shí)，用Multisim軟件仿真串聯(lián)諧振電路的諧振曲線、觀測(cè)R對(duì)Q的影響. - 利用諧振的特點(diǎn)設(shè)計(jì)選頻網(wǎng)絡(luò)，在串聯(lián)諧振電路（
 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(hào)，用Multisim軟件測(cè)試諧振電路輸入信號(hào)和輸出信號(hào)（電阻上電壓）的頻譜，并觀察兩者的差別.
- 測(cè)量元件值，計(jì)算電路諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)Q的理論值.
- 在電路板上根據(jù)圖3.6.1焊接電路，信號(hào)電壓有效值設(shè)置為1v
- 用兩種不同的方法測(cè)量電路的
 值. - 測(cè)試電路板（交流電壓表）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(cè)量電阻電壓、電感電壓、電容電壓的值，按表3.6.1記錄所測(cè)數(shù)據(jù).
表3.6.1 RLC電路響應(yīng)的諧振曲線的測(cè)量 - 實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)論
- Multisim仿真.
- 創(chuàng)建電路：從元器件庫(kù)中選擇可變電阻、電容、電感創(chuàng)建如圖3.6.4所示的電路.
圖3.6.4 串聯(lián)諧振電路
- 分別用Multisim軟件（AC仿真、波特表、交流電壓表均可）測(cè)量串聯(lián)諧振電路的諧振曲線、諧振頻率、-3dB帶寬.
諧振頻率為7.197kHz -3dB帶寬為33.749kHz（35.277-1.528） （3） 當(dāng)電阻時(shí)，用Multisim軟件仿真串聯(lián)諧振電路的諧振曲線、觀測(cè)R對(duì)Q的影響. 結(jié)論：R越大，Q越小 - 利用諧振的特點(diǎn)設(shè)計(jì)選頻網(wǎng)絡(luò)，在串聯(lián)諧振電路（
 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(hào)，用Multisim軟件測(cè)試諧振電路輸入信號(hào)和輸出信號(hào)（電阻上電壓）的頻譜，并觀察兩者的差別.
在Multisim上畫(huà)出如上圖所示 結(jié)論：由諧振電路輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的頻譜可知，輸出信號(hào)已出現(xiàn)失真。 - 測(cè)量元件值，計(jì)算電路諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)Q的理論值.
電路諧振頻率： 品質(zhì)因數(shù)： - 在電路板上根據(jù)圖3.6.1焊接電路，信號(hào)電壓有效值設(shè)置為1v
- 用兩種不同的方法測(cè)量電路的值.
- 維持信號(hào)源的輸出幅度不變，令信號(hào)源的頻率由小逐漸變大，測(cè)量R兩端的電壓
 ，當(dāng)的讀數(shù)為最大時(shí)，讀得的頻率值即為電路的諧振頻率.讀到的最大值為710mV，此刻的頻率值為 . - 根據(jù)電路發(fā)生諧振時(shí)，輸入信號(hào)和電阻電壓相位一致的特性，將這兩路信號(hào)分別接入示波器的兩個(gè)通道，并把示波器設(shè)定在X-Y模式.調(diào)節(jié)輸入信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)頻率，可以在示波器上看到一個(gè)極距變化的橢圓，當(dāng)橢圓變成一條直線時(shí)，此時(shí)的電路發(fā)生了諧振，輸入信號(hào)的頻率就是諧振頻率.此刻輸入信號(hào)的頻率為
 .
- 測(cè)試電路板（交流電壓表）上串聯(lián)諧振電路的諧振曲線、諧振頻率、-3dB帶寬.
測(cè)得 ，BW=3.5kHz. - 隨頻率變化，測(cè)量電阻電壓、電感電壓、電容電壓的值，按表3.6.1記錄所測(cè)數(shù)據(jù).
表3.6.1 RLC電路響應(yīng)的諧振曲線的測(cè)量 - 測(cè)試過(guò)程中，為什么必須保持信號(hào)源的輸出電壓恒定？
要控制變量，控制輸出電壓恒定，改變輸出頻率。 - 諧振時(shí)，是否有
 及 成立？試分析其原因.
有及成立，且大小相同相位相反。因?yàn)橹C振時(shí)端口對(duì)外呈純阻性，而電感上的電壓超前于電阻90°，電容上的電壓落后于電阻90°.
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串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)報(bào)告.docx
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