实验一 选频网络特性研究
《电路基础》RC选频网络特性实验
《电路基础》RC 选频网络特性实验一． 实验目的1． 加深理解RC 选频网络的选频特性2． 测量RC 网络选频的选频特性二． 实验原理说明如图12-1所示的RC 串、并联网络由R 1C 1串联及R 2C 2并联网络组成，一般取R 1=R 2=R ，C 1=C 2=C 。
该电路输入信号i U 的频率变化时，其输出信号幅度0U 随着频率的变化而变化。
+R 1+−图12-1 RC 选频网络用Z 1串联网络的阻抗，用Z 2表示并联网络的阻抗，则有：输出信号： 2120Z Z Z U U i += 式（12-1） 1111C j R Z ω+= 22221C R j R Z ω+= 代入式（12-1），得到 )1()1(111121121221222112220R C R C j C C R R C R j R C j R C R j R U U i ωωωωω-+++=++++= 在实验中取R 1=R 2=R ，C 1=C 2=C ，则上式变为)1(310RC RC j U U i ωω-+= 式（12-2）用RC10=ω代入式（12-2），得到 )(31000ωωωω-+=j U U i 若用电压传递系数K 表示U 0的模值，则： 20020)(31ωωωω-+==i U U K 对应于不同的频率f =πω2，可以画出RC 串、并联网络的选频特性曲线，如图12-2所示。
可见，当频率为ω0时，幅频特性有最大值31相频特性为0。
这正是称之为选频网络的原因所在。
图12-2中，当ω>ω0（ω/ω0>1）时，电路呈感性；当ω<ω0（ω/ω0<1）时，电路呈容性；当ω=ω0（ω/ω0=1）时，K = K 0 = 31,达到最大值，所以f = f 0 = RCπ21为谐振频率。
用此选频网络与具有正反馈的放大器可以组成RC 振荡器。
如图12-3所示。
图12-3 正弦拨振荡器三． 实验设备名称 数量 型号1． 低频信号源 1台2． 交流毫伏表 1台3． 直流稳压电源 1台4． 示波器 1台5． 电阻 2只 15k Ω*26． 电容 2只 0.01μF*27． 桥形跨接线和连接导线 若干 P8-1和501488． 实验用9孔方板 一块 297mm ×300mm四． 实验步骤1． 按图12-4接线，将低频信号源接到网络的输入端AD ，输出端CD 接到毫伏表上。
RC选频网络特性测试
−
������1������������)
当
1 ω = ω0 = ������������ ,
1 ������ = ������0 = 2������������������
即
|������(������)|
=
������0 ������������
=
1 3
且此时 u0 与 ui 同相位。f0 称电路固有频率。
RC
串并联电路的输出端的幅值先随频率的增大先单调递增，频率达到������0
= 1 时输出端的幅值出现
2������������������
最大值，输出端的幅值最大值������0
=
������������，随后输出端的幅值随频率的增大单调递减。
3
RC 串并联电路的输出端与输入端的相位差（以下简称相位差），相位差随频率的增大而单调递减，当
,
φ
=
������������������������������������
−������������������ + 3
1 ������������������
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电路理论基础实验报告 实验十八 RC 选频网络特性测试
刘健阁、乐云天、雷弛 小组
实验报告： 1. 绘制幅频、相频特性曲线。找出最大值，并与理论值比较。 （1）R=1KΩ，C=0.1μF
-40
0.2
-60
0.1
-80
0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 f(Hz)
-100 0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 f(Hz)
选频网络
阻抗 Z 随 ω 的变化如下图所示： 并且与源同相位。电流 I 随 ω 的 变化如下图所示：
（4）串联谐振回路电压关系：
谐振时，电阻上的电压
U =RI =R U U R0 0 R
U L0 U j jQU j0 LI 0 R
电感上的电压 电容上的电压
2 P UI cos I0U I0 R
谐振时，电路中任意时刻的总存储能量是电感上存储的瞬时磁场能 量和电容上存储的瞬时电场能量之和，即
w wL wC LI m02 / 2
是一个不随时间变化的常量 ,说明回路中存储的能量保持不变。 谐振时电阻上消耗的平均功率为
1 P RI m02 2 在每一个周期的时间内，电阻上消耗的能量为 1 wR PT R I2 m0 T0 2
U (0 ) Z ( j0 ) I S RI S 为最大，成为达到谐振的表征。
② 谐振时感抗与容抗相等。
I G
I C
I L
③ 可能出现过电流现象：
IC (0 ) jQI S， I L (0 ) jQI S
若 Q 1
，则I L ( 0 ) I S
即
1 1 1 Rp jX p Rs jX s
由此得
(1) 串转并公式
Rs2 X s2 2 R R ( 1 Q s e ) p Rs 2 2 2 2 Rp Rs R X R ( 1 Q X s s s e ) p Xs Xs Xs
(2) 并转串公式
U 电源电压全部加在电阻 上， U R
(3) 电源电压一定时，电流最大。谐振 时总阻抗值最小 U U 1 Z R j (L ) R I I0 Z R C
RC网络频率特性研究(1)
实验3 RC 网络频率特性研究一、实验原理1. 网络频率特性的定义网络的响应相量与激励相量之比是频率ω的函数，称为正弦稳态下的网络函数。
表示为 其模随频率ω变化的规律称为幅频特性，辐角随ω变化的规律称为相频特性。
为使频率特性曲线具有通用性，常以ω作为横坐标。
通常，根据随频率ω变化的趋势,将RC 网络分为“低通(LP )电路”、“高通(HP )电路”、“带通(BP )电路”、“带阻(BS )电路”等。
2．典型RC 网络的频率特性 (1) RC 低通网络图S3-1(a)所示为RC 低通网络。
它的网络函数为 其模为： 2)(11)(RC j H ωω+=辐角为： )arctan()(RC ωωϕ-= 显然，随着频率的增加， )(ωj H 将减小，这说明低频信号可以通过，高频信号被衰减或抑制。
当ω=1/RC ，即707.0/=i o U U ，通常把o U 降低到0.707 i U 时的角频率ω称为截止角频率C ω。
即(a) RC 低通网络 (b) 幅频特性 (c) 相频特性图S3-1 RC 低通网络及其频率特性(2) RC 高通网络图S3-2 (a)所示为RC 高通网络。
它的网络传递函数为 其模为： 2)1(11)(RCj H ωω+=辐角为：)arctan(90)(0RC ωωϕ-=可见，随着频率的降低而减小，说明高频信号可以通过，低频信号被衰减或抑制。
网络的截止频率仍为RC C /1=ω，因为ω=C ω时，|H(j ω)| =0.707。
它的幅频特性和相频特性分别如图S3-2(b)、(c)所示。
(a) RC 高通网络 (b) 幅频特性 (c) 相频特性图S3-2 RC 高通网络及其频率特性(3) RC 串并联网络（RC 带通网络）图S3-3(a)所示为RC 串并联网络。
其网络传递函数为 其模为： 2)1(91)(RCRC j H ωωω-+=辐角为： )31arctan()(RC RC ωωωϕ-=可以看出，当信号频率为RC C /1=ω时，模|H(j ω)| =1/3为最大,即输出与输入间相移为零。
频率特性的测试实验报告
频率特性的测试实验报告频率特性的测试实验报告摘要：频率特性是描述系统对不同频率信号的响应能力的重要参数。
本实验旨在通过测试不同频率下的信号输入和输出，分析系统的频率特性。
实验结果表明，系统在不同频率下的响应存在一定的差异，频率特性测试可以有效评估系统的性能。
引言：频率特性是衡量系统对不同频率信号的响应能力的重要指标，对于各种电子设备和通信系统的设计和性能评估具有重要意义。
频率特性测试可以帮助我们了解系统在不同频率下的工作情况，为系统优化和故障排除提供依据。
实验方法：1. 实验器材准备：使用函数发生器作为信号源，连接到待测试系统的输入端；使用示波器连接到待测试系统的输出端，用于观测信号响应。
2. 实验参数设置：选择一系列不同频率的信号作为输入信号，设置函数发生器的频率范围和幅度。
3. 实验过程：逐一调节函数发生器的频率，观察示波器上输出信号的变化，并记录下输入信号和输出信号的幅度、相位差等参数。
4. 实验数据处理：根据记录的数据，绘制频率特性曲线，分析系统在不同频率下的响应情况。
实验结果：通过实验测试，我们得到了系统在不同频率下的响应数据，并绘制了频率特性曲线。
以下是实验结果的总结：1. 幅频特性：我们观察到系统在低频时具有较高的增益，随着频率的增加，增益逐渐下降。
在高频范围内，增益趋于平缓或下降较快，这可能是由于系统的带宽限制所致。
2. 相频特性：我们发现系统在不同频率下的相位差存在一定的变化。
在低频时，相位差较小，随着频率的增加，相位差逐渐增大。
这可能是由于系统的传递函数导致的相位延迟效应。
3. 频率响应范围：通过绘制频率特性曲线，我们可以确定系统的频率响应范围。
在曲线上观察到的3dB降低点可以作为系统的截止频率，超过该频率的信号将受到较大的衰减。
讨论与分析：频率特性测试结果对于系统的性能评估和优化具有重要意义。
通过分析实验结果，我们可以得出以下结论和建议：1. 频率特性的变化可能是由于系统中的电容、电感等元件的频率响应特性导致的。
RC选频网络的研究
实验一 R －C 选频网络的研究一、实验目的用实验方法研究R －C 选频网络的特性。
二、实验说明1、R －C 选频网络如图10－1所示，有：)1(112211221C R C R j C C R R U U io ωω-+++=••式中ω为电源角频率。
当2121C C R R U i 、、、、•为定值时，使•o U 最大，则需满足：011221=-C R C R ωω即：21211C C R R =ω 或 212121C C R R f π=此时，•o U 和•i U 相位相同。
2、当C C C R R R ====2121，，电源频率RCf π21=时，则有： （1）、•o U 为最大且••=i o U U 31（2）、•o U 和•i U 相位相同。
此选频网络又称为文氏电桥，常用于电子线路中产生频率为RCf π21=的正弦波。
＋•i U－＋•o U－图1－1三、实验内容1、 按图10－1接线。
选取F C C μ2.021==，Ω==k R R 121，U i ＝2V 。
2、 示波器置于X －Y 工作方式，调节电源频率f ，使示波器荧光屏上出现一条斜直线，记下此时的0f 。
3、 将示波器显示方式开关置于Y 2，调节电源频率，观察U o 随f 变化的波形，看是否0f f =时，U o 最大。
4、 将示波器置于交替方式，Y 1，Y 2增益旋至相同位置。
同时观察U o 和U i 的波形，看当0f f =时是否有U i = 3U o 关系。
5、 保持U i 、C 值不变，改变R 值，重复1－4的内容。
四、注意事项实验时，电源电压幅值保持恒定。
五、仪器设备正弦信号发生器一台；示波器一台；万用表一只；实验箱一个。
六、思考题1、 当R 、C 和U i 固定不变时，有几种方法可确定U o 为最大？2、 在文氏电桥中，若选取C ＝，R=1300Ω时，0f 又为多大？3、 在R ，C 参数固定下，当0f f =时，为什么U o 与U i 会是同相位？实验二 二阶电路的响应与状态轨迹一、实验目的1、 研究RLC 串联电路对应的二阶微分方程解的类型特点及其与元件参数的关系。
实验一第四次课输入网络的频率特性
谢 谢！
讲解到此结束
V1
相频特性：
2
1
1 R1C1
() arctg 1
0.707
R1C1
45º
f0 －称为半功率点频率
f f0
f f0
传输网络的幅频和相频特性
本实验的目的是利用Multisim仿真软件中的虚 拟仪器波特图仪（Bode Plotter 可直接显示幅频 特性曲线和相频特性曲线)对高通、低通、带通、 带阻及双谐振电路的传输特性作初步的研究。
() arctg b
a
是一个与频率相关的角度， 描述了输出与输入的相位差 随频率而变的结果。称为相
频特性。
传输网络的幅频和相频特性
例：如图所示高通电路，输入信号
V1为频率可变的正弦波。
传递函数： H () V2 R1
V1 幅频特性：
H () V2
R1
J
1
C1
1
V2 V1
Vrt
•
• 5．根据测试结果，画出I～f串联谐振
RLC串联谐振电路
• 实验数据表格 • 注意测试中保持Vs=1V
RLC串联谐振电路
• 实验电路
RLC串联谐振电路
• 实验提示
• 保持输入信号Vs=1V 始终不变可以用数字
示波器进行监控；
• 谐振频率fo的找法是保证输入电压始终不 变，调整信号源的频率使输出得到一个最 大的电压（不能再大），此时对应的信号 发生器上的频率即为fo。采用双迹法则是 使输入输出信号波形重合。
源的负载阻抗 Z = R+j[ωL－1/(ωC )]，它是角 频率ω 的函数。其中 R =Rt+Rr，Rr为电感的等
频率特性测试实验报告
频率特性测试实验报告频率特性测试实验报告摘要：本实验旨在通过频率特性测试，研究和分析不同电路元件和电子设备在不同频率下的响应特性。
通过实验数据的收集和处理，我们可以了解电路的频率响应、频率特性以及其在不同频率下的性能表现。
实验结果显示，在不同频率下，电路元件和电子设备的频率响应存在差异，这对于电路设计和信号处理具有重要意义。
引言：频率特性是指电路或电子设备在不同频率下的响应能力。
了解电路在不同频率下的性能表现，对于电路设计、信号处理和通信系统的优化具有重要意义。
通过频率特性测试，我们可以分析电路的频率响应、幅频特性和相频特性，从而更好地了解电路的工作原理和性能。
实验方法：1. 实验仪器和设备：本实验使用了函数发生器、示波器、电阻、电容、电感等实验仪器和设备。
2. 实验步骤：（1）连接电路：根据实验要求，连接电路并确保电路连接正确。
（2）设置函数发生器：根据实验要求，设置函数发生器的频率和幅度。
（3）测量电压和相位：使用示波器测量电路中的电压和相位差。
（4）记录实验数据：根据实验要求，记录不同频率下的电压和相位差数据。
（5）数据处理：根据实验数据，绘制幅频特性曲线和相频特性曲线，分析电路的频率响应特性。
实验结果与分析：通过实验数据的收集和处理，我们得到了电路在不同频率下的电压和相位差数据，并绘制了幅频特性曲线和相频特性曲线。
实验结果显示，在低频率下，电路的幅频特性较为平缓，而在高频率下，幅频特性逐渐下降。
相位差随频率的变化呈现出一定的规律，这与电路元件的特性有关。
通过对实验结果的分析，我们可以进一步了解电路的频率响应特性。
实验应用：频率特性测试在电路设计、信号处理和通信系统中具有广泛的应用。
通过了解电路在不同频率下的响应特性，我们可以优化电路设计，提高信号处理的效果，以及改进通信系统的性能。
例如，在音频放大器设计中，对于不同频率的音频信号，需要了解放大器的频率响应特性，以保证音频信号的传输质量。
另外，在无线通信系统中，了解天线的频率特性，可以优化天线设计，提高信号的传输距离和稳定性。
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实验一 选频网络特性研究
并联谐振电路是无线通信系统中应用非常广泛的一种单元电路，主要作用是选频率波。
一：实验目的
1、掌握Multisim 软件的使用
2、理解LC 并联谐振回路的基本特性 二：实验原理
LC 并联谐振回路的一般电路图如图1.1所示，当电路谐振时，回路的阻抗值达到最大，端电压达到最大，回路呈现纯阻性，大小为谐振电阻，此时等效电路如图1.2所示。
图1.1 并联谐振电路 图1.2 并联谐振电路的等效电路 回路发生谐振时的频率称为谐振频率：
谐振时，回路的阻抗为纯电阻，即谐振电阻RC
L R P =。
并联谐振回路的品质因数
P p P 1L Q R CR R
ωω===
谐振曲线和相频特性曲线如图1.3图1.4所示。
图1.3 谐振曲线（幅频特性曲线）图1.4相频特性曲线
通频带与品质因数的关系：
07
2
.
f
f
Q
∆=
三、实验内容
1、设计电路
设计一个选频网络，谐振频率MHz
f1
=，通频带KHz
f5.
39
2
7.0
=
∆，假设电容为100pF。
电路图等效电路图
根据条件得出计算
参数电感损耗电阻谐振电阻品质因数电容的端电压理论值254uH 64Ω40kΩ25 40IskV
2、根据计算值画出仿真电路和等效电路，用示波器观察电容两端的电压。
利用软件仿真特性得到谐振电路的幅频特性曲线和相频特性曲线。
Z
I
s
四、实验结果。