9.RC选频网络特性仿真实验
《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。
9.RC选频网络特性仿真实验
3.1创建仿真实验电路图 创建仿真实验电路图-4 创建仿真实验电路图 3.2选择菜单栏 选择菜单栏Analysis 选择菜单栏 分析）中的AC （分析）中的 frequency（交流频率）。 （交流频率）。 根据对话框的要求， 根据对话框的要求，设置参 扫描起始频率50Hz，扫 数。扫描起始频率 ， 描终止频率100kHz。 描终止频率 。 2.3点击 点击Simulate 点击 (仿真 按钮，可得到如图 仿真)按钮 仿真 按钮，可得到如图-4 所示节点4的幅频特性和相 所示节点 的幅频特性和相 频特性波形 2.4设计 双T网络：截止 设计RC双 网络 网络： 设计 频率Hz。自选电阻、电容。 频率 。自选电阻、电容。 绘制幅频和相频特性。 用EWB绘制幅频和相频特性。 绘制幅频和相频特性 验证设计的正确性。 验证设计的正确性。.
1k
0.2u
0.5k
图- 4
四、预习思考题
1. 根据RC串并联电路参数，估算电路两组参数时 根据 串并联电路参数， 串并联电路参数 的中心频率f 的中心频率 0。 2.推导 串并联电路的幅频、相频特性的数学表 推导RC串并联电路的幅频 推导 串并联电路的幅频、 达式。 达式。 3. 根据要求设计双 网络参数。 根据要求设计双T网络参数 网络参数。 4. 推导RC双T电路的幅频、相频特性的数学表达式。 推导 双 电路的幅频、相频特性的数学表达式。 电路的幅频
2.用仿真仪器测量 串并联选频网络幅频特性和相频特性 用仿真仪器测量RC串并联选频网络幅频特性和相频特性 用仿真仪器测量 2.1在图 的电路中，用虚拟示波器测量 串并联选频网络 在图-3的电路中 在图 的电路中，用虚拟示波器测量RC串并联选频网络 和幅频特性和相频特性。注意利用光标读数。 和幅频特性和相频特性。注意利用光标读数。 Ф=360*(dt/T) 表8-1 RC串并联选频网络和幅频特性和相频特性测量表 串并联选频网络和幅频特性和相频特性测量表 ui= v uபைடு நூலகம்/ui=1/3 u0=0.707u0m u0=0.5u0m等点必测 等点必测.
实验七 RC电路频率特性
实验七 RC 电路频率特性一、实验目的1、了解低通和高通滤波器的频率特性，熟悉文氏电桥的结构特点及选频特性；2、掌握网络频率特性测试的一般方法；二、实验仪器信号发生器、交流毫伏表、数字频率计、双踪示波器三、实验原理1、文氏电路如图1所示，电路输出电压和输入电压的幅值分别为Uo 、Ui ，相位分别为φo 、φi ，输出电压和输入电压的比为网络函数，记为H （j ω），网络函数的幅值为∣H （j ω）∣=Uo/Ui ，相位为φ＝φo －φi ，∣H （j ω）∣和φ分别为电路的幅频特性和相频特性。
文氏电路的网络函数表达式为：文氏电路的幅频特性和相频特性见图2和3，在频率较低的情况下，即1/C R ω>>时，电路可近似等效为图4所示的低频等效电路。
频率越低，输出电压的幅度越小，其相位愈超前于输入电压。
当频率接近于0时，输出电压趋近于0，相位接近90度。
而当频率较高时，即当1/C R ω<<时，电路电路可近似等效为图5所示的高频等效电路。
频率越高，输出电压的也幅度越小，其相位愈滞后于输入电压。
当频率接近于无穷大时，输出电压趋近于0，相位接近－90度。
由此可见，当频率为某一中间值o f 时，输出电压不为0，输出电压和输入电压同相。
∣H （j ω）∣ φ图1 RC 文氏电路 图2 文氏电路幅频特性 图3 文氏电路相频特性31arctan)1(31)1(31)(22RC RC RCRC RCRC j UU j H io ωωωωωωω-∠-+=-+==u o+--1/390图4 低频等效电路 图5 高频等效电路2、实验测量框图如图6所示，信号源与RC 网络构成回路，将信号源输出信号和RC 网络端输出信号接入示波器，用频率计测量信号源输出信号的频率。
图6 实验框图 图73、RC 带通网络中心频率0f 的测定当带通网络的频率0f f 时，输入电压和输出电压的相位差为0，如果在示波器的垂直和水平偏转板上分别加上频率、振幅和相位相同的正弦电压，则在示波器的荧光屏上将得到一条与X 轴成45度的直线。
实验七RC选频网络特性测试
实验七 RC 选频网络特性测试一、实验目的1.熟悉文氏电桥电路的结构特点及其应用。
2.学会用交流毫伏表和示波器测定文氏桥电路的幅频特性和相频特性。
二、原理说明文氏电桥电路是一个RC 的串、并联电路，如图7-1所示。
该电路结构简单，被广泛地用于低频振荡电路中作为选频环节，可以获得很高纯度的正弦波电压。
图7-11.用函数信号发生器的正弦输出信号作为图7-1的激励信号u i ，并保持u i 值不变的情况下，改变输入信号的频率f ，用交流毫伏表或示波器测出输出端相应于各个频率点下的输出电压Uo 值，将这些数据画在以频率f 为横轴，Uo 为纵轴的坐标纸上，一条光滑的曲线连接这些点，该曲线就是上述电路的幅频特性曲线。
文氏桥路的一个特点是其输出电压幅度不仅会随输入信号的频率而变，而且还会出现一个与输入电压同相位的最大值，如图7-2所示。
由电路分析得知，该网络的传递函数为)/1(31RC RC j ωωβ-+=，当角频率ω=ω0=1/RC 时，│β│＝U 0/U i =1/3，此时u o 与u i 同相。
由图7-2可见RC 串并联电路具有带通特性。
图7-22.将上述电路的输入和输出分别接到双踪示波器的Y A 和Y B 两个输入端，改变输入正弦信号的频率，观测相应的输入和输出波形间的时延τ及信号的周期T ，则两波形间的相位差为φ＝T τ×360°＝φo －φi （输出相位与输入相位之差）。
将各个不同频率下的相位差φ画在以f 为横轴，φ为纵轴的坐标纸上，用光滑的曲线将这些点连接起来，即是被测电路的相频特性曲线，如图7-2所示。
由电路分析理论得知，当ω＝ω0＝RC 1，即f ＝f 0＝RC π21时，φ＝0，即u o 与u i 同相位。
3.将上述RC 串并联电路作为选频网络，和运算放大器可以构成一个正弦波振荡器，如图7-3所示。
图 7-3只要运算放大器组成的同相放大器的放大倍数大于3，就可以实现振荡器起振。
实验三rc串并联电路的频率特性
姓名: 贾钧婷学号： 0902174050专业：电子信息工程年级 09级时间： 2011 年 11 月 4 日题目：实验三RC串并联电路的频率特性一、实验目的1、学习仿真软件的使用，掌握电路和系统仿真；2、研究无源RC选频网络的选频特性；二、实验仪器Multisim（EWB)软件三、实验内容1、打开仿真软件，在工作区中建立如下图所示的无源RC选频网络仿真系统。
2、频率特性测试（逐点测试）打开仿真开关，选择输入电压Uim=50mV，将高频信号发生器输出端接电路的输入端，调节频率f为160KHz，保持输入电压Uim不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离，测得不同频率f时对应的输出电压Vo，将测得数据填入表1.图1为虚拟波特图仪测出的幅频特性曲线。
图2为虚拟仿真结果。
图1仿真软件EWB图2f（KHZ）1050 80 110 140 160 200 400 800 1M 10MUom（mV）2.21 8.53 10.59 11.45 11.75 11.78 11.63 9.58 6.15 5.13 555uV传输系数0.044 0.1706 0.21180.229 0.235 0.23560.23260.19150.123 0.10260.0111分贝值-53.24 -41.38 -39.50 -38.85 -38.60 -38.57 -38.69 -40.38 -44.21 -45.80 -65.11四、实验小结通过本次试验，我基本学会了Multisim（EWB)软件的使用兵了解了无源RC选频网络的选频特性。
电路实验-RC电路的频率特性测试-实验内容-课件
（3）改变输入信号频率，测量输入信号幅度 Vi、输出信号幅度 Vo 及相位差 ϕ。 注意：①为减少测量工作量，尽量保持 Vi=1Vrms 恒定。
②记录相位差 ϕ 时，应有正负号。
f
—— —— —— ——
f0
—— —— —— ——
频率（Hz） 1k
2k
5k
7k
10k
20k
50k 100k
Vi(V)
点即为 f0，测出对应的输出信号幅度 V0（即 Vomax）。 （3）改变输入信号频率，测量输入信号幅度 Vi、输出信号幅度 Vo 及相位差 ϕ。
注意：①为减少测量工作量，尽量保持 Vi=1Vrms。 ②记录相位差 ϕ 时，应有正负号。
f
—— —— —— ——
f0
—— —— —— ——
频率（Hz） 200
1k
2k
5k
10k
20k
50k 200k
Vi(V)
Vo(V) |H(jω)| (=Vo / Vi)
ϕ(o)
3、绘制 RC 串并联电路的幅频特性曲线、相频特性曲线。【此项课下完成】 要求：①所有曲线横轴为 f，间隔不必严格成比例；②幅频特性曲线的纵轴为|H(ωj)|。
3
<实验七 RC 电路的频率特性测试>
图 2-7-3 RC 双 T 电路（*预习）
接入交流信号，频率≈f0 的理论值，将毫伏表接在输入端，调节函数信号发生器，
使毫伏表测量值为 1V，即 Vi=1Vrms。然后将毫伏表接至输出端。
（2）找到特征频率 f0，方法： 保持 Vi =1Vrms 不变，找到使输出幅度最小、相位差约为 180o （以前一条件为主） 的频点作为 f0，且要求对应的 V0< 25mVrms。 注意：当 U0 较幅度小时， 示波器上观察的波形不太清晰。
RC选频网络研究
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 选频网络的特点。
二、实验说明1、 R－C 选频网络如图10－ 1 所示，有：U oU iR1C21j (R1C21C1) R2R2C1式中为电源角频率。
当 U i、 R1、 R2、 C1、 C 2为定值时，使U o最大，那么需满足：R1 C210 R2C1即：1或 f1R1 R2 C1C2 2 R1 R2C1C2此时， U o和 U i相位同样。
2、当R1R2 R，C1C2 C ，电源频率1f时，那么有：2 RC〔 1〕、U o为最大且U o 1 U i 3〔 2〕、U o和U i相位同样。
1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f的正弦波。
2 RCC1＋R1U i＋－C2R2Uo－图 1－11三、实验内容1、按图 10－1 接线。
采纳C1C20.2 F，R1R2 1k ，U i＝2V。
2、示波器置于X － Y 工作方式，调治电源频率f，使示波器荧光屏上出现一条斜直线，记下此时的 f 0。
3、将示波器显示方式开关置于Y2，调治电源频率，观察 U o随 f 变化的波形，看是否 f f 0时，U o最大。
4、将示波器置于交替方式，Y 1，Y 2增益旋至同样地址。
同时观察 U o和 U i的波形，看当 f f 0时可否有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、本卷须知实验时，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、思虑题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，假设采纳C＝， R=1300Ω时，f0又为多大？3、在 R，C 参数固定下，当ff 0时，为什么U o与U i会是同相位？2实验二 二阶电路的响应与状态轨迹一、实验目的1、 研究 RLC 串通电路对应的二阶微分方程解的种类特点及其与元件参数的关系。
rc选频网络特性电路仿真
仿真实验名称：RC选频网络特性测试一．实验目的1.熟悉文氏电桥电路的结构特点及其应用2.学会用交流毫伏表和示波器测定文氏电桥电路的幅频特性和相频特性二．原理说明文氏电桥电路时一个RC串，并联电路，改电路结构简单，被广泛用于低频振荡电路中作为选频环节，可以获取很高纯度的正弦波电压。
1.用函数信号发生器的正弦输出信号作为激励信号Ui，并保持Ui值保持不变的情况下，改变输入信号的频率f，用交流毫伏表或示波器测出输出端相应于各个频率点下的输出电压U0值。
文氏电桥电路的一个特点是起输出电压幅度会随输入信号的频率而改变，而且还会出现一个与输出电压同相位的最大值。
2．将上述电路的输入和输出分别接在双踪示波器的Ya和Yb两个输入端，改变输入正弦信号的频率，观测相应的输入和输出波形之间的时延及信号的周期T，则两波形相位差可以算出。
将各个不同频率下的相位差测出，即可绘出被测电路的相频特性曲线。
三．实验内容及步骤1.按照实验电路在仿真软件上建立好如下电路图调节信号源输入电压为3V的正弦信号，接入输入端。
2.点击运行，改变输入端频率，当响应电压最大时，个部位参数显示如下。
3.改变输入频率，测出数据填入表格4.将上述电路的输入和输出分别接到双总示波器的Ya和Yb两个输入端，如图所示。
5.将输入频率设置为4000Hz，点击运行按钮，显示如下：T2-T1即为时延，填入数据表格中。
6.调节输入频率，将测得的数据表格中。
四．实验数据五．实验室与仿真的区别因为在仿真的过程中，基本上所有元件的内阻都和实验室有区别，所以仿真出来的结果和实验室有一些出入。
而且实验室条件下可能还有温度的影响，实验设备老化对实验结果的影响，灵敏度对实验结果的影响，所以仿真的实验结果更加理论化，实验室的实验结果更加真实化一点。
在操作方面，显然是仿真更加便捷，因为仿真基本上不需要调试电器元件，直接点击按钮就可以，而实验室则对学生的动手能力要求更高。
总之各有优劣，最好是实验室里面能够操作好，仿真上面能模拟好，这样可以长短互补，更加能够帮助我们学习电学。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.1创建仿真实验电路图 创建仿真实验电路图-4 创建仿真实验电路图 3.2选择菜单栏 选择菜单栏Analysis 选择菜单栏 分析）中的AC （分析）中的 frequency（交流频率）。 （交流频率）。 根据对话框的要求， 根据对话框的要求，设置参 扫描起始频率50Hz，扫 数。扫描起始频率 ， 描终止频率100kHz。 描终止频率 。 2.3点击 点击Simulate 点击 (仿真 按钮，可得到如图 仿真)按钮 仿真 按钮，可得到如图-4 所示节点4的幅频特性和相 所示节点 的幅频特性和相 频特性波形 2.4设计 双T网络：截止 设计RC双 网络 网络： 设计 频率Hz。自选电阻、电容。 频率 。自选电阻、电容。 绘制幅频和相频特性。 用EWB绘制幅频和相频特性。 绘制幅频和相频特性 验证设计的正确性。 验证设计的正确性。.
实验原理： 二.实验原理： 实验原理
1.RC串并电路结构简单，被广泛用于低频振荡电路中作为 串并电路结构简单， 串并电路结构简单 选频环节 选频环节。 当角频率ω= ω0=1/（RC）时， f0称电路中心频率。 称电路中心频率。 当角频率 （ ） 传递函数U 且此时U 同相位。 传递函数 O/ Ui =1/3 且此时 0与Ui同相位。 u
0
R Ui
C R
C UO
图-1
1 3
0
ω0
ω
2. RC双T网络电路结构简单，被广泛用于低频振荡电路中作 网络电路结构简单 双 网络电路结构简单， 为选频环节，可以对某一频率的正弦波信号阻塞。 为选频环节，可以对某一频率的正弦波信号阻塞。 由电路分析 ,当角频率ω= ωC=1/(RC) 当角频率 此时U 同相位.f 传递函数 UO/ Ui =0.此时 0与Ui同相位 C称电路截止频率 . 此时 RC双T电路具有带阻特性。 电路具有带阻特性 双 电路具络幅频特性和相频特性 用仿真仪器测量RC串并联选频网络幅频特性和相频特性 用仿真仪器测量 2.1在图 的电路中，用虚拟示波器测量 串并联选频网络 在图-3的电路中 在图 的电路中，用虚拟示波器测量RC串并联选频网络 和幅频特性和相频特性。注意利用光标读数。 和幅频特性和相频特性。注意利用光标读数。 Ф=360*(dt/T) 表8-1 RC串并联选频网络和幅频特性和相频特性测量表 串并联选频网络和幅频特性和相频特性测量表 ui= v uo/ui=1/3 u0=0.707u0m u0=0.5u0m等点必测 等点必测.
R=1k
C=0.01u
图-3
1.3点击 点击Simulate(仿真 按钮，可 仿真)按钮 点击 仿真 按钮， 得到如图所示节点2的幅频特性和 得到如图所示节点 的幅频特性和 相频特性波形。 相频特性波形。
1.4另选取二组参数： 另选取二组参数： 另选取二组参数
(1) R＝1K , C＝0.1µF ＝ ＝ (2) R＝200 , C＝2µF ＝ ＝
1k
0.2u
0.5k
图- 4
四、预习思考题
1. 根据RC串并联电路参数，估算电路两组参数时 根据 串并联电路参数， 串并联电路参数 的中心频率f 的中心频率 0。 2.推导 串并联电路的幅频、相频特性的数学表 推导RC串并联电路的幅频 推导 串并联电路的幅频、 达式。 达式。 3. 根据要求设计双 网络参数。 根据要求设计双T网络参数 网络参数。 4. 推导RC双T电路的幅频、相频特性的数学表达式。 推导 双 电路的幅频、相频特性的数学表达式。 电路的幅频
U
R Ui 2C
R R/2 UO
1
0 图-2
ωC
ω
三、实验内容
1. 测量 串并联选频网络和幅频特性和相频特性 测量RC串并联选频网络和幅频特性和相频特性 1.1创建仿真实验电路图 创建仿真实验电路图-3 创建仿真实验电路图 C=0.01u 1.2选择菜单栏 选择菜单栏Analysis 选择菜单栏 分析）中的AC frequency （分析）中的 交流频率）。 ）。根据对话框 （交流频率）。根据对话框 R=1k 的要求， 的要求，设置参数。
交流频率分析 扫描起始频率 扫描终止频率 扫描形式 显示点数 垂直刻度 被分析节点
设置 50Hz 500kHz Decade(10倍) 倍 200 Linear（线性） （线性） 2
含义和设置要求 起始频率 终止频率 10倍/线性 倍 倍 线性 线性/8倍 对线性而言，起始至终止间的点数 对线性而言， 线性/对数 十进制 线性 对数/十进制 对数 被分析的节点
五、实验报告
1. 根据实验内容 （4）的实验数据，绘制幅频特性和 根据实验内容1（ ）的实验数据， 相频特性曲线。找出最大值，并与理论计算值比较。 相频特性曲线。找出最大值，并与理论计算值比较。 2. 根据实验内容2（4）的实验数据，绘制幅频特性和 根据实验内容 （ ）的实验数据， 相频特性曲线。并与理论计算值比较。 相频特性曲线。并与理论计算值比较。 3. 讨论实验结果。 讨论实验结果。
RC选频网络特性仿真实验 选频网络特性仿真实验
实验目的； 一. 实验目的；
1.熟悉 串并联网络的特点及其应用。 熟悉RC串并联网络的特点及其应用 熟悉 串并联网络的特点及其应用。 2.熟悉 双T网络的特点及其应用。 熟悉RC双 网络的特点及其应用 网络的特点及其应用。 熟悉 3. 学会用 学会用EWB测定电路的幅频特性和相频特性。 测定电路的幅频特性和相频特性。 测定电路的幅频特性和相频特性
u0(v) f(hz) dt(ms) Фu0
u0m= f0=
2.2根据测量数据绘制 串并联选频网络和幅频特性和 根据测量数据绘制RC串并联选频网络和幅频特性和 根据测量数据绘制 相频特性曲线，并与频域分析结果进行比较. 相频特性曲线，并与频域分析结果进行比较
3. 测量 双T选频网络和幅频特性和相频特性。 测量RC双 选频网络和幅频特性和相频特性 选频网络和幅频特性和相频特性。