RLC串联谐振电路选频特性与信号的分解信号处理实验报告
RLC串联谐振电路选频特性与信的分解信处理实验报告优选稿
249.9
六次谐波6 f0
300
300
表2-2-2 不加5次及以上的谐波
全波
方波
幅值（V）
56.4
192
频率（HZ）
100
50
全波图形
方波图形
表2-2-3 加5次谐波
全波
半波
幅值（V）
55.6
176
频率（HZ）
100
50
全波图形：
方波图形
3.
1)
a)
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。
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-Ⅰ
Ⅰ-Ⅲ
Ⅰ-Ⅴ
Ⅰ-Ⅶ
Ⅲ-Ⅴ
Ⅲ-Ⅶ
Ⅴ-Ⅶ
Ⅰ-Ⅲ
Ⅰ-Ⅴ
Ⅰ-Ⅶ
Ⅲ-Ⅴ
Ⅲ-Ⅶ
Ⅴ-Ⅶ
1
3
5
7
1
2.998
图形
图形见下
李萨如图
李萨如图Ⅲ
李萨如图Ⅰ-Ⅰ
2597.0
U1(V)
2.64
2.64
2.64
U0(V)
3.68
3.60
3.52
A(s)
1.39
1.36
1.33
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，下截至频率为720Hz，上截至频率为1980Hz，通频带宽度为1260Hz。
rlc串联谐振电路的研究实验报告
rlc串联谐振电路的研究实验报告实验目的：通过对rlc串联谐振电路的研究实验，探究在不同频率下电压、电流和相位的变化规律，加深对谐振电路的理解。
实验原理：rlc串联谐振电路是由电阻R、电感L和电容C串联而成的电路。
在谐振频率下，电感和电容的阻抗大小相等，电路中的电流和电压将达到最大值。
谐振频率的计算公式为f=1/(2π√(LC))。
在谐振频率下，电路中的电压和电流相位相同，电压和电流呈正弦关系。
实验仪器：1. 信号发生器。
2. 电压表。
3. 电流表。
4. 电阻箱。
5. 电感。
6. 电容。
实验步骤：1. 按照实验电路图连接好电路。
2. 调节信号发生器的频率，测量电路中的电压和电流。
3. 记录数据并绘制电压、电流随频率变化的曲线图。
4. 分析实验数据，得出结论。
实验结果：通过实验测量和数据处理，我们得到了以下实验结果：1. 当信号发生器的频率逐渐接近谐振频率时，电路中的电压呈现出明显的增大趋势，最后达到最大值。
2. 在谐振频率下，电路中的电流也达到最大值，且电压和电流的相位相同。
3. 在谐振频率上下，电路中的电压和电流均呈现出振荡变化，但相位差逐渐增大。
实验分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 在rlc串联谐振电路中，当频率接近谐振频率时，电路中的电压和电流都会达到最大值。
2. 在谐振频率下，电路中的电压和电流相位相同，呈正弦关系。
3. 谐振电路的谐振频率与电感和电容的数值有关，频率与电感成反比，与电容成正比。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了rlc串联谐振电路的工作原理和特性。
在实验中，我们通过测量电路中的电压和电流随频率变化的规律，验证了谐振电路的谐振特性。
同时，我们也掌握了在实验中使用信号发生器、电压表、电流表等仪器的操作方法，提高了实验操作能力。
总之，本次实验为我们进一步学习电路谐振提供了宝贵的实践经验，也为我们今后的学习和科研工作打下了坚实的基础。
愿我们在今后的学习和实践中能够不断提高自己的实验能力，更好地应用所学知识。
RLC 串联谐振电路选频特性与信号的分解信号处理实验报告
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。
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，通带宽度会增大。
1049.0
1103.0
1151.0
1202.0
U1(V)
2.64
2.64
2.64
2.64
2.64
2.64
2.64
2.64
2.64
2.64
U0(V)
3.32
3.52
3.76
3.96
4.16
4.20
4.44
4.64
4.84
5.01
A(s)
1.26
1.33
1.42
1.50
1.58
1.59
1.68
1.76
749.7
802.6
848.2
900.9
999.0
1100.0
1200.0
1300.0
1326.0
1348.0
U1(V)
2.64
2.64
2.64
2.64
RLC串联电路的谐振特性研究实验报告.doc
RLC串联电路的谐振特性研究实验报告.doc 实验目的：1. 了解RLC串联电路的工作原理及其谐振特性；2. 掌握测量RLC串联电路谐振频率和谐振带宽的方法。
实验仪器：1. RLC串联电路实验箱；2. 信号源；3. 示波器。
实验原理：RLC串联电路是由电阻、电感和电容串联形成的电路，它可以产生共振现象。
当其频率为共振频率时，电路中流过电流的大小取决于电路中的电感和电容。
此时，电路呈现出很高的阻抗，电流最大。
谐振频率 f0 由以下公式给出：f0 = 1 / (2π√LC)其中，L 为电路中的电感，C 为电路中的电容。
Z0 = R + j(XL - XC)谐振带宽 BW 的计算公式为：BW = Δf = f2 - f1其中，f1 和 f2 分别为电路总阻抗等于Z0/√2 时的频率。
实验步骤：1. 连接实验电路：将电阻、电感和电容串联起来，组成 RLC 串联电路，并连接信号源和示波器。
2. 设置信号源：将信号源的频率调节旋钮设置到最小值，同时将信号源电压调节旋钮调整到最大值。
3. 测量谐振频率：将示波器调节到 X-Y 模式，然后调节信号源频率调节旋钮，逐渐增大频率，直到示波器屏幕上显示出一个正弦波。
此时，记录下示波器显示的频率值，即为电路的谐振频率 f0。
实验结果：1. 在本次实验中，使用的电阻、电感和电容的值分别为：R = 1kΩ，L = 10mH，C = 0.1μF。
2. 在逐渐增大信号源频率的过程中，当频率达到 2231 Hz 时，电路中开始出现正弦波，此时记录下的频率值即为电路的谐振频率 f0。
3. 继续增大信号源频率，当频率达到 2358 Hz 时，电路总阻抗等于Z0/√2 时，记录下此时信号源频率调节旋钮的读数。
5. 通过计算，得到电路的谐振带宽为 157 Hz。
1. RLC串联电路可以产生共振现象，其频率为谐振频率 f0。
2. 对于给定的 RLC 串联电路，谐振频率 f0 取决于电路中的电感和电容的值。
rlc串联谐振电路实验报告
rlc串联谐振电路实验报告一、引言RLC串联谐振电路是电子电路中常见的一种电路，它由电感（L）、电阻（R）和电容（C）组成，具有稳定的频率响应特性。
本实验旨在通过实际搭建和测量RLC串联谐振电路，探究其特性和频率响应。
二、实验仪器与步骤本次实验所用仪器包括：函数发生器、示波器、多用电表、稳压电源和电路板等。
1.搭建电路：将函数发生器的输出端接入电路板上的电感、电容和电阻，形成RLC串联谐振电路。
2.测量电流和电压：通过示波器和多用电表分别测量电路中的电流和电压。
3.改变频率：调节函数发生器的频率，观察和记录电流和电压响应的变化。
三、实验结果和讨论在实验中，我们可以通过改变函数发生器的频率，观察谐振电路中的电流和电压的变化。
根据RLC电路的特性，当电流和电压达到谐振时，电路中的能量传输最大。
在实验中，我们先固定电感和电容的数值，只改变函数发生器的频率。
当频率较低时，观察到电流和电压较小，表明电路对低频的输入信号响应不敏感。
随着频率逐渐升高，我们可以观察到电流和电压迅速增大，当频率接近谐振频率时，电流和电压达到峰值。
随后，当频率继续增大，电流和电压迅速减小，表明电路对高频的输入信号响应也不敏感。
通过测量和记录这些数据，我们可以绘制出电流和电压随频率变化的曲线。
此外，我们还可以通过改变电感和电容的数值来观察电路的特性。
当电感或电容的数值增大时，谐振频率会降低，电路对低频信号的响应更加敏感。
反之，当电感或电容的数值减小时，谐振频率会增大，电路对高频信号的响应更加敏感。
四、实验总结通过本次实验，我们初步了解了RLC串联谐振电路的特性和频率响应。
通过搭建电路，测量电流和电压，并观察其随频率变化的规律，我们可以更深入地理解电路的工作原理。
除了本实验所涉及的内容，RLC串联谐振电路还有其他应用，例如在无线通信领域中，谐振电路可以用于频率选择性放大和滤波器的设计。
在音频领域中，RLC谐振电路可以用于音箱的频率响应调节。
rlc串联谐振电路研究实验报告
rlc串联谐振电路研究实验报告RLC串联谐振电路研究实验报告引言：本文旨在研究RLC串联谐振电路的特性和性能。
RLC串联谐振电路是一种常见的电路结构，它由电阻（R）、电感（L）和电容（C）组成。
在特定频率下，RLC串联谐振电路能够表现出共振现象，这对于电子工程领域的应用具有重要意义。
实验目的：1. 研究RLC串联谐振电路的频率响应特性；2. 探究电阻、电感和电容对谐振频率和带宽的影响；3. 分析RLC串联谐振电路的相位差和频率之间的关系；4. 理解RLC串联谐振电路的功率传输和能量转换机制。
实验步骤：1. 搭建RLC串联谐振电路实验装置，包括电源、电阻、电感和电容等元件；2. 测量不同频率下电压和电流的数值；3. 绘制电压-频率和相位差-频率曲线，并找出谐振频率和带宽；4. 分析实验数据，总结RLC串联谐振电路的性能特点。
实验结果：通过实验测量和数据处理，我们得到了以下结果：在RLC串联谐振电路中，当输入信号频率等于谐振频率时，电路中的电流和电压达到最大值。
此时，电容的电压和电感的电流互相抵消，只有电阻消耗能量。
在谐振频率附近，电路的带宽较小，能够保持较高的品质因数。
而当频率远离谐振频率时，电路的电流和电压将会衰减。
讨论：通过实验数据和分析，我们可以得出以下结论：RLC串联谐振电路具有选择性放大特性，在谐振频率附近，电路能够对特定频率的信号进行放大，而对其他频率的信号进行衰减。
这种特性使得RLC串联谐振电路在无线通信、音频放大和滤波等领域有着广泛的应用。
实验结果还显示，电阻、电感和电容对RLC串联谐振电路的性能有着重要影响。
电阻的增加会减小电路的品质因数，降低谐振频率和带宽；电感值的增加会提高电路的品质因数，增大谐振频率和带宽；而电容的变化则会对谐振频率产生较大影响。
结论：通过本次实验，我们深入了解了RLC串联谐振电路的特性和性能。
该电路在电子工程领域具有重要应用，能够对特定频率的信号进行放大和滤波。
RLC串联交流谐振电路实验报告
RLC串联交流谐振电路实验报告RLC串联交流谐振电路实验报告引言：RLC串联交流谐振电路是电路中常见的一种形式，通过对其进行实验研究，可以更好地理解电路中的谐振现象和相关理论。
本文将介绍我们进行的RLC串联交流谐振电路实验，并对实验结果进行分析和讨论。
实验目的：本次实验的主要目的是研究RLC串联交流谐振电路的特性，包括共振频率、电压相位差、电流幅值等。
通过实验，我们将探索电路中的谐振现象，加深对谐振电路的理解。
实验原理：RLC串联交流谐振电路由电感L、电阻R和电容C组成。
在交流电源的作用下，电路中的电感、电阻和电容会发生相互作用，从而导致电路中的电流和电压发生变化。
当电路达到谐振状态时，电路中的电流幅值最大，电压相位差为零。
实验步骤：1. 首先，我们将电感L、电阻R和电容C按照串联的方式连接起来，形成RLC串联交流谐振电路。
2. 然后，我们将交流电源连接到电路上，并通过示波器观察电路中的电流和电压波形。
3. 调节交流电源的频率，观察电路中的电流和电压的变化情况。
4. 记录不同频率下电流和电压的数值，并计算电压相位差和电流幅值。
5. 根据实验数据，绘制电流和电压随频率变化的图表。
实验结果：通过实验观察和数据记录，我们得到了RLC串联交流谐振电路的一些特性。
首先，我们发现在特定的频率下，电路中的电流幅值最大。
这个频率被称为共振频率，用f0表示。
同时，我们还观察到在共振频率下，电压和电流的相位差为零，即电压和电流完全同相。
除此之外，在共振频率附近，电压和电流的相位差会发生变化，并且电流幅值也会随着频率的变化而变化。
讨论与分析：通过对实验结果的分析，我们可以得出一些结论和认识。
首先，RLC串联交流谐振电路的共振频率与电感、电阻和电容的数值有关。
当电感、电阻和电容的数值发生变化时，共振频率也会相应地发生变化。
其次，电压和电流的相位差为零说明电压和电流在时间上是完全同步的，这是因为在共振频率下，电路中的电感、电阻和电容之间的相互作用达到了平衡状态。
RLC串联谐振电路。实验报告
RLC串联谐振电路。
实验报告
RLC串联谐振电路是一种基于抗性、电感和电容的并联谐振电路，它具有高通过率和低损耗。
RLC串联谐振电路由电阻R、电感L和电容C三部分组成。
它们之间形成一个AC回路，可以在特定频率处产生振荡，使电流在此频率处循环。
由于电阻、电感和电容都有反应时间，所以RLC串联谐振电路的反应时间要长于单个元件的反应时间。
因此，RLC串联谐振电路的输出信号的幅值和相位会发生变化，这对了解电路的特性非常重要。
RLC串联谐振电路的谐振频率可以通过调整电阻、电感和电容的大小而调节。
调节不同的参数可以改变振荡器的谐振频率，从而改变振荡器的工作性能。
实验步骤：
1. 首先，将电阻、电感和电容连接成RLC串联谐振电路。
2. 用实验装置接好串联谐振电路，将频率表调节到最小，然后慢慢增加频率，观察输出信号的幅值变化。
3. 记录输出信号的幅值随频率变化的曲线，以及谐振频率处的幅值。
4. 调整电阻、电感和电容的大小，观察谐振频率的变化情况，并绘制电路参数与谐振频率的关系曲线。
5. 根据实验结果，总结RLC串联谐振电路的特性。
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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，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。
5.44
5.36
5.28
5.12
4.96
4.80
4.32
4.00
A(s)
1.97
2.03
2.06
2.03
2.00
1.94
1.88
1.82
1.64
1.52
序号
21
22
23
F(HZ)
2545.0
2571.0
2597.0
U1(V)
2.64
2.64
2.64
U0(V)
3.68
3.60
3.52
A(s)
1.39
1.36
7f0
8.8
0.256
1001.3
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.
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会减小，所以选频的宽度也会减小。
实验四
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
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：
4.24
68.0
四次谐波4 f0
13.8
18.6
五次谐波5 f0
1.56
41.2
六次谐波6 f0
5.56
11.2
频率（HZ）
直流分量DC
0
0
基波f0
100
49.98
二次谐波2 f0
8
100
三次谐波3 f0
100
150
四次谐波4 f0
199.73
200.1
五次谐波5 f0
200
249.9
六次谐波6 f0
表
Ⅰ-Ⅰ
Ⅰ-Ⅲ
Ⅰ-Ⅴ
Ⅰ-Ⅶ
Ⅲ-Ⅴ
Ⅲ-Ⅶ
Ⅴ-Ⅶ
Ⅰ-Ⅲ
Ⅰ-Ⅴ
Ⅰ-Ⅶ
Ⅲ-Ⅴ
Ⅲ-Ⅶ
Ⅴ-Ⅶ
1
3
5
7
1
2.998
图形
图形见下
李萨如图
李萨如图Ⅲ
李萨如图
李萨如图
李萨如图
李萨如图
李萨如图
表
UAB（V）
UR1(V)
RL（kΩ）
f0
8.8
3.600
43.3
3f0
8.8
0.960
245.0
5f0
8.8
0.464
539.0
a．此模块只能进行哪些周期信号的合成，为什么；
此模块只能进行没有直流分量的周期信号的合成，例如进行奇函数周期信号的合成。且要求周期信号的前五次谐波在合成中占据较多的成分。
b．各次谐波输出幅度的改变，对合成信号有何影响；
各次谐波输出幅度的改变，会影响最后合成的波形的形状，例如如果合成方波的某次谐波幅度比不满足1：1/3:1/5……的规律，最后合成的波形必然就不为方波。
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：
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
实验二
1.
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.
表
全波
方波
幅值（V）
直流分量DC
-47.2
-1.83
基波f0
1.42
202
二次谐波2f0
59.6
8.64
三次谐波3 f0
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R1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；
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。
300
300
表
全波
方波
幅值（V）
56.4
192
频率（HZ）
100
50
全波图形
方波图形
表
全波
半波
幅值（V）
55.6
176
频率（HZ）
100
50
全波
方波图形
3.
1)
a)
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。
c．各次谐波相位的改变，对合成信号有何影响；
各次谐波相位的改变，也会影响最后合成的波形的形状。
频谱图则如下图所示：
b)
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：
c)
所得的各个波形如下图所示：
图中黑线为基波，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，则合成的波形越接近方波。
2)
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。
1.33
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，下截至频率为720Hz，上截至频率为1980Hz，通频带宽度为1260Hz。
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。
实验二
实验一
1.
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.
表
基波
二次谐波
三次谐波
四次谐波
五次谐波
六次谐波
七次谐波
频率（KHz）
2.778
5.553
8.329
13.885
13.884
0
19.442
幅值（mv）
1070.0
90.8
282.0
40.3
108.0
0
75.2
1.由表中数据可以比对出：1，3，5，7次谐波的频率之比为：
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，通带宽度会增大。
原因分析
比较三角波和方波的傅立叶展开式可以发现：
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。
思考题
2.64
2.64
2.64
2.64
U0(V)
5.20
4.92
4.72
4.48
4.16
3.92
3.72
3.56
3.48
3.36
A(s)
1.97
1.86
1.79
1.70
1.58
1.48
1.41
1.35
1.32
1.27
表
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F(HZ)
806.0
849.0
901.0
949.0
978.5
1002.0
1.83
1.90