rc选频网络特性电路仿真
《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电路的频率特性
01
频率响应：在RC电路中，输入信 号的频率变化会引起输出信号幅 值和相位的变化，这种变化称为 频率响应。
02
频率响应描述了电路在不同频率 下的性能表现，是分析RC电路的 重要参数。
频率响应的表示方法
幅频响应
表示输出信号幅值随输入信号频率变 化的特性，通常用分贝（dB）或对数 分贝（dB）表示。
相频响应
二阶RC滤波器设计
电路组成
二阶RC滤波器由两个电阻R和两 个电容C组成，分为压控电压源型 和无限增益多路反馈型。
传递函数
二阶RC滤波器的传递函数为 $Vout = Vinput times frac{1}{1+jomega RC}$ 或 $Vout = Vinput times frac{1}{1+jomega R_C}$。
表示输出信号相位随输入信号频率变 化的特性，通常用度数（°）表示。
RC电路的频率响应特性
低通特性
RC电路在低频段具有较大 的输出幅值和较小的相位 滞后，随着频率升高，幅 值逐渐减小，相位滞后逐 渐增大。
截止频率
当RC电路的输出幅值下降 到最大值的0.707倍时对 应的频率称为截止频率， 记为f0。
频率响应
二阶RC滤波器在低频段和高频段 都具有较好的频率选择性，适用 于多种信号处理和控制系统。
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当频率增加到一定程度时，RC电路的 阻抗进入过渡区，阻抗值逐渐减小。
高频特性
在高频时，电容相当于短路，RC电路 的阻抗值较小，接近于0。
06
RC电路的滤波器设计
滤波器的分类与设计原则
滤波器分类
根据频率响应特性，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
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.
实验十一 RC选频网络特性测试_电路实验教程_[共3页]
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第3章 实际操作实验 113七、实验报告要求（1）根据测量数据，绘出不同R 值时的两条谐振曲线。
（2）计算出通频带与Q 值，说明不同R 值时对电路通频带与品质因数的影响。
（3）回答思考题（5）、（6）。
（4）通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性。
实验十一 RC 选频网络特性测试一、实验目的（1）了解文氏电桥电路的结构特点及其应用。
（2）研究RC 选频网络的频率特性。
（3）学会用半对数坐标绘制曲线。
二、实验原理与说明1．文氏电桥电路文氏电桥电路是一个RC 串并联选频电路，如图3-11-1所示。
该电路结构简单，广泛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信号。
文氏电桥电路的一个突出特点是其输出电压幅度不仅会随输入电压的频率而变，而且还出现一个与输入电压同相位的最大值。
在输入端输入幅度恒定的正弦电压i U &，当i U &的频率变化时，输出端得到的输出电压oU &的变化可从两方面来看。
在频率较低的情况下，即当1R Cω>>时，图3-11-1（a ）所示电路可近似成如图3-11-1（b ）所示的低频等效电路。
ω愈低，o U &的幅度愈小，其相位愈超前于iU &。
当ω趋近于0时，o U &趋近于0，o U &超前于i U &接近+90°。
而频率较高时，即当1R Cω<<时，图3-11-1（a ）所示电路可近似成如图3-11-1（c ）所示的高频等效电路。
ω愈高，oU &的幅度也愈小，其相位愈滞后于i U &。
当ω趋近于∞时，o U &趋近于0，o U &超前于iU &接近−90°。
由此可见，当频率为某一中间值f 0时，o U &不为零，且与iU &同相。
图3-11-1 文氏电桥电路。
lin实验18知识资料RC选频网络实验
f 1
2RC
U 2
(1
R1 R2
U1
C2 C1
)
j(R1C2
1 )
R2C1
U 2
U1
1 R1 C2
1 3
U1
U 2 max
R2 C1
测量方法
➢ 以图所示电路为实验电路，取R1=R2=R，C1=C2=C，以频 率可调的正弦波信号源输出电压作为R-C选频网络的输入 电压。将输入示波器水平输入端，输入到示波器的垂直输 入端，电路正常工作时，示波器荧光屏应出现一个椭圆图 形。调节信号频率，在某一频率时，可使示波器椭圆图形 变成一条斜线，此时，输出电压与输入电压同位相，且幅 度为最大。
2. 调节信号源输出信号的频率，观察随频率变化的情况，在f=fa时观察U2 是否为最大。
3. 将选频网络的输出电压和输入电压接到“垂直输入”，看是否满足 U2|max=(1/3)U1。
4. 保持U1=3V，C1=C2=0.1μF，改变电阻阻值为R1=R2=620Ω，调节信号 源频率，使示波器显示图形由椭圆变为一条斜直线，观察频率fb。
实验18 RC选频网络实验
一、实验目的 二、原理 三、实验仪器和器材 四、实验内容及步骤
一、实验目的
1. 通过测量电路的特性曲线了解R-C选频网 络(文氏电桥)的选频特性
2. 熟悉示波器和函数信号发生器的使用方法
二、原理
1. 选频特性的理论计算 2. 测量方法
选频特性的理论计算
当R1=R2=R，C1=C2=C，且频率 时，有:
三、实验仪器和器材
1. 示波器 2. 函数信号发生器 3. 实验电路板 4. 电阻 5. 电容 6R2=1.3kΩ，C1=C2=0.1μF，保持U1=3V。调节信号源的输出频 率，使示波器显示图形由椭圆变为一条斜直线，记下此时信号源的频率 fa，并与计算值f 。
RC串并联和双T电路选频特性测试
无线射频识别技术RFID是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输 特性自动识别目标物体的技术，RFID系统一般由电子标签和阅读器组成。阅读 器负责发送广播并接收标签的标识信息，标签收到广播命令后将自身标识信息 发送给阅读器。然而由于阅读器与所有标签共用一个无线信道，由于RFID系统 的应用过程中，经常会有多个阅读器和多个标签的应用场合，这就会造成标签 之间或阅读器之间相互干扰，这种干扰统称为碰撞（Collision）。
在澳大利亚采矿业中，那些地下车辆、拖拉机或运输车辆都被称为boggers。 可以想象这些车辆行驶在并非总是亮堂的隧道内，并且因为没有后视镜和侧视镜 而限制了视力范围，十字路口处又不能提供能见度，无法知道有什么车辆会冲撞 出来。漆黑的矿井里到处都可能有boggers横冲直撞。
这些地下的车辆在配备了RFID公司的新型碰撞预警系统之后，可以安全地运 行，即在通过矿井隧道的时候不用担心在这样混乱的周围环境里碰撞到其他的移 动设备。
RFIDInc.公司的前身为Telsor公司，是世界上历史最悠久的有源RFID公司，其主 体 市 场 是 工 厂 自 动 化 和 工 业 识 别 。 FRIDInc. 公 司 经 理 兼 CEOJamesHeurich 补 充 说 ： “我们一直致力于让公司拥有各种各样的RFID技术产品，其产品的多元化使之在许多 市场得到应用，从而不仅在不同的经济时代可以生存，而且能适应自1984年以来技术 上的不断更新。公司正为很多领域提供各种各样的解决方案，包括Kellogg谷物食品 和汽车制造商、医药行业以及诸如Blockbuster或HollywoodVideo这样的零售巨头。”
所有这些车辆都是重要的投资资本，如果boggers碰撞后，资金上损失的不仅 是车辆，而且还有闲置资产，更不用说人身安全方面了。TELFER金矿在前两年有 三辆巡视车辆被boggers压碎，每辆车损失了8万美元。
RC串并联选频网络频率特性的仿真测试
电子科技大学中山学院学生实验报告
院别：电子信息学院课程名称：RC串并联选频网络频率特性的仿真测试
班级：12无线技术姓名：Alvin学号：33
实验名称：RC串并联选频网络频率特性的仿真测试实验时间：2013/6/4成绩：教师签名：批改时间：
一、实验目的
1：学习双口网络频率特性的虚拟测量和交流分析方法。
2：加深对RC串并联选频网络频率特性的理论理解。
二、实验原理和内容
电路如图所示，f0是电路的固有频率f0=1/2πRC，f是正弦信号源的频率。
传输函数的幅频特性表示为：U0/Ui=1/[9+(f/f0-f0/f)]^(1/2)
相频特性为：ψ=-arctg[(f/f0-fo/f)/3]
相频特性
相频特性
RC串并联选频网络频率特性的仿真分析
三、实验结果及分析
由测量结果可知，中心频率f0=365.7Hz，且在中心频率处传输函数具有最大值0.333，其辐角为0.经过比较，上述测量结果与理论分析是一致的。
实验RC选频网络特性测试
实验RC选频⽹络特性测试实验 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. 学会⽤交流电压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16--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。
1. ⽤函数信号发⽣器的正弦输出信号作为图16-1 的激励信号u i ，并保持图 16-1U i 值不变的情况下，改变输⼊信号的频率f ，⽤交流电压表或⽰波器测出输出端相应于各个频率点下的输出电压U o 值，将这些数据画在以频率f 为横轴，U o 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16-2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RC10==ωω时，│β│＝31=io U U ，此时u o 与u i同相。
由图16-2可见RC 串并联电路具有带通特性。
2. 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＝Tτ×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16--3所⽰。
由电路分析理论得知，当ω＝ω0＝RC1，即 f ＝f 0＝RCπ21时，φ＝0，即u o 与u i 同相位。
三、实验设备四、实验内容1. 测量RC 串、并联电路的幅频特性。
1）利⽤DVCC-03挂箱上“RC 串、并联选频⽹络”线路，组成图16--1线路。
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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。