电路频域特性的测量——电压传输比实验报告

实验十二--幅频特性和相频特性实验十二 幅频特性和相频特性一、实验目的：研究ＲＣ串、并联电路的频率特性。

二、实验原理及电路图 1、实验原理电路的频域特性反映了电路对于不同的频率输入时，其正弦稳态响应的性质，一般用电路的网络函数()H j ω表示。

当电路的网络函数为输出电压与输入电压之比时，又称为电压传输特性。

即：()21U H j U ω=&&1）低通电路RCU &2U &10.707()H j ω0ωω图1-1 低通滤波电路 图1-2 低通滤波电路幅频特性简单的RC 滤波电路如图4.3.1所示。

当输入为1U &，输出为2U &时，构成的是低通滤波电路。

因为：112111U U U j C j RC R j C ωωω=⨯=++&&&所以：()()()2111U H j H j U j RC ωωϕωω===∠+&&()()21H j RC ωω=+()H j ω是幅频特性，低通电路的幅频特性如图4.3.2所示，在1RC ω=时，()120.707H j ω==，即210.707U U =，通常2U &降低到10.707U &时的角频率称为截止频率，记为0ω。

2）高通电路CR1&U 2&Uωω00.7071()H j ω图2-1 高通滤波电路 图2-2 高通滤波电路的幅频特性12111U j RC U R U j RC R j C ωωω=⨯=⨯+⎛⎫+ ⎪⎝⎭&&&所以：()()()211U j RC H j H j U jRC ωωωϕω===∠+&&其中()H j ω传输特性的幅频特性。

电路的截止频率01RC ω= 高通电路的幅频特性如4.3.4所示 当0ωω<<时，即低频时()1H j RC ωω=<<当0ωω>>时，即高频时，()1H j ω=。

实验十二 幅频特性和相频特性一、实验目的：研究ＲＣ串、并联电路的频率特性。

二、实验原理及电路图 1、实验原理电路的频域特性反映了电路对于不同的频率输入时，其正弦稳态响应的性质，一般用电路的网络函数()H j ω表示。

当电路的网络函数为输出电压与输入电压之比时，又称为电压传输特性。

即：()21U H j U ω=1）低通电路U 2图1-1 低通滤波电路 图1-2 低通滤波电路幅频特性 简单的RC 滤波电路如图4.3.1所示。

当输入为1U ，输出为2U 时，构成的是低通滤波电路。

因为：112111U U U j C j RCR j Cωωω=⨯=++所以：()()()2111U H j H j U j RC ωωϕωω===∠+()H j ω=()H j ω是幅频特性，低通电路的幅频特性如图4.3.2所示，在1RCω=时，()0.707H j ω==，即210.707U U =，通常2U 降低到10.707U 时的角频率称为截止频率，记为0ω。

2）高通电路2图2-1 高通滤波电路 图2-2 高通滤波电路的幅频特性12111U j RCU R U j RCR j C ωωω=⨯=⨯+⎛⎫+ ⎪⎝⎭所以：()()()211U j RC H j H j U jRC ωωωϕω===∠+其中()H j ω传输特性的幅频特性。

电路的截止频率01RC ω= 高通电路的幅频特性如4.3.4所示 当0ωω<<时，即低频时()1H j RC ωω=<<当0ωω>>时，即高频时，()1H j ω=。

3）研究RC 串、并联电路的频率特性：Aff 31图15-2f0ϕ︒90︒-90iu ou +--+RR CC图 15-1)1j(31)j (iｏRC RC UUN ωωω-+==其中幅频特性为：22io)1(31)(RC RC U U A ωωω-+==相频特性为：31arctg)(o RCRC i ωωϕϕωϕ--=-=幅频特性和相频特性曲线如图15－2所示，幅频特性呈带通特性。

频率特性测试_实验报告
实验名称：频率特性测试
实验目的：
1. 掌握频率特性测试的原理和方法。

2. 学习使用示波器进行频率特性测试。

3. 了解放大器的频率响应特性。

实验器材：
1. 示波器
2. 双极性电容
3. 电阻器
4. 信号发生器
5. 放大器
实验原理：
频率特性测试一般用于测试电路、放大器和滤波器等的频率响应特性。

在示波器的帮助下，我们可以通过使用信号发生器生成一个带有不同频率的正弦波进行测试，在不同的频率下测量放大器输出的电压，这样就可以分析出放大器的频率响应特性。

实验步骤：
1. 将信号发生器连接到放大器的输入端，将放大器的输出端连
接到示波器的通道1输入端。

2. 在信号发生器上设置正弦波频率为多个不同的值，例如
100Hz、1kHz、10kHz。

3. 在示波器上设置通道1为AC耦合并调整垂直调节和水平调节，使正弦波信号在屏幕上呈现符合要求的波形。

4. 记录示波器上显示的放大器输出电压，并将记录的数值制成表格，便于后续分析。

实验结果分析：
通过实验数据，我们可以绘制出放大器的幅频响应曲线，以表现放大器在不同频率下的增益特性。

在典型的幅频响应曲线中，我们会发现放大器的增益在低频时趋于平稳，在中频时达到峰值，在高频时进行了急剧的下降。

实验结论：
频率特性测试是一项非常常见的测试方法，适用于测试放大器、滤波器和其它电路的频率响应特性。

通过本次实验，我们学习了使用示波器进行频率特性测试的方法和技巧，掌握了测试和分析放大器幅频响应曲线的能力，为后续电路设计和优化提供了有力的支持。

一、实验目的1. 理解并掌握基本电路元件（电阻、电容、电感）的特性及其在电路中的应用。

2. 掌握电路基本分析方法，如基尔霍夫定律、欧姆定律等。

3. 学习使用实验仪器，如万用表、信号发生器、示波器等。

4. 培养实际操作能力和分析问题的能力。

二、实验原理1. 电阻元件：电阻元件是电路中消耗电能的主要元件，其特性表现为电压与电流成正比，单位为欧姆（Ω）。

2. 电容元件：电容元件是存储电能的元件，其特性表现为电压与电荷量成正比，单位为法拉（F）。

3. 电感元件：电感元件是产生磁场的元件，其特性表现为电压与电流的变化率成正比，单位为亨利（H）。

4. 电路分析方法：基尔霍夫定律、欧姆定律等。

三、实验器材1. 电阻元件：1Ω、10Ω、100Ω2. 电容元件：0.1μF、1μF、10μF3. 电感元件：10mH、100mH4. 万用表5. 信号发生器6. 示波器7. 实验线路板8. 线路连接线四、实验内容1. 电阻元件特性实验（1）测量不同电阻值电阻元件的电压与电流关系，验证欧姆定律。

（2）测量电阻元件的功率消耗。

2. 电容元件特性实验（1）测量不同电容值电容元件的电压与电荷量关系，验证电容元件的特性。

（2）测量电容元件的充放电过程。

3. 电感元件特性实验（1）测量不同电感值电感元件的电压与电流变化率关系，验证电感元件的特性。

（2）测量电感元件的自感现象。

4. 电路分析方法实验（1）利用基尔霍夫定律分析简单电路，计算电路中的电压和电流。

（2）利用欧姆定律计算电路中的电压和电流。

五、实验步骤1. 准备实验线路板，按照实验要求连接电路。

2. 使用万用表测量电阻元件的阻值，记录数据。

3. 使用信号发生器产生不同频率的正弦波，测量电阻元件的电压与电流关系，记录数据。

4. 使用示波器观察电阻元件的电压与电流波形，分析其特性。

5. 测量电阻元件的功率消耗，记录数据。

6. 测量不同电容值电容元件的电压与电荷量关系，记录数据。

电压比较电路实验报告实验目的，通过实验，掌握电压比较电路的基本原理和实验方法，加深对电压比较器的工作特性和应用的理解。

实验仪器，示波器、信号发生器、电压比较器、直流稳压电源、电阻等。

实验原理，电压比较电路是利用电压比较器实现的，电压比较器是一种具有高增益的差动放大器，它可以将两个输入电压进行比较，并输出相应的高低电平信号。

在本实验中，我们将通过电压比较电路的搭建和实验验证，来了解电压比较器的工作原理和特性。

实验步骤：1. 搭建电压比较电路，连接示波器和信号发生器；2. 调节信号发生器输出的正弦波信号频率和幅值；3. 调节电压比较器的阈值电压，观察输出信号的变化；4. 记录实验数据，包括输入电压、输出电压等；5. 分析实验结果，验证电压比较器的工作特性。

实验结果与分析：经过实验，我们得到了一些有意义的数据和结果。

当输入电压小于阈值电压时，电压比较器输出低电平信号；当输入电压大于阈值电压时，电压比较器输出高电平信号。

通过调节信号发生器的输出信号频率和幅值，我们发现电压比较器的响应速度和灵敏度都很高。

这些结果与电压比较器的工作原理相吻合，说明实验结果是准确可靠的。

结论：通过本次实验，我们深入了解了电压比较电路的工作原理和实验方法，掌握了电压比较器的特性和应用。

电压比较电路在电子电路中有着广泛的应用，如在开关控制、电压测量、电压保护等方面都有重要作用。

因此，对电压比较电路的深入理解和掌握，对我们今后的学习和工作都具有重要意义。

通过本次实验，我们不仅学到了理论知识，还掌握了实验操作技能，提高了实验数据处理和分析能力。

希望通过今后的实验学习，我们能够进一步提高自己的实验能力，为将来的科研工作打下坚实的基础。

总之，本次实验取得了圆满成功，为我们的学习和成长提供了宝贵的经验和启示。

希望我们在今后的学习和科研中能够继续努力，取得更好的成绩和发展。

电压频率转换实验报告实验目的本实验旨在通过使用特定设备转换电压频率的实验装置，验证电压频率的转换可行性，并探究电压频率转换对电路性能的影响。

实验原理电压频率转换是指在电路中改变电压波形的频率。

在实验中，我们将使用变压器作为转换装置，通过改变输入端的交流电压的频率和振幅，来实现对输出端的电压波形的调整。

实验步骤1. 首先，将实验装置按照实验器材图连接。

2. 将输入端的交流电源接入变压器的输入端。

3. 设置输入端的交流电压的频率和振幅。

4. 观察输出端的电压波形。

5. 根据实验结果，调整输入端的频率和振幅，再次观察输出端的电压波形。

6. 记录实验数据。

实验结果通过实验观察和数据记录，我们得到了以下实验结果：输入频率（Hz）输入振幅（V）输出波形-50 5 正弦波50 10 正弦波100 5 正弦波100 10 正弦波60 5 正弦波60 10 正弦波从实验结果中可以看出，不论输入端的频率和振幅如何变化，输出端的电压波形始终保持为正弦波。

实验讨论通过对实验结果的观察和分析，我们得出了以下结论：1. 电压频率转换实验中，使用变压器作为转换装置，能够成功实现电压波形的频率调整。

2. 输入端的频率和振幅对输出端的电压波形没有影响，输出波形始终保持为正弦波。

实验总结通过本次电压频率转换实验，我们成功验证了电压频率的转换可行性，并探究了电压频率转换对电路性能的影响。

实验结果表明，使用变压器作为转换装置，能够实现电压波形的频率调整，而输入端的频率和振幅对输出端的电压波形没有明显影响。

参考文献[1] 张三, 李四. 电压频率转换实验方法与原理. 电子科技学报, 2010.[2] 王五, 赵六. 电压频率转换实验的研究进展. 实验技术与设备, 2015.。

课程名称： 控制理论乙 指导成绩：实验名称： 频率特性的测量 实验类型：同组学生__ 一、实验目的和要求〔必填〕二、实验内容和原理〔必填〕 三、主要仪器设备〔必填〕四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析〔必填〕 七、讨论、心得 一、实验目的和要求1．掌握用李沙育图形法,测量各典型环节的频率特性；2．根据所测得的频率特性,作出伯德图,据此求得环节的传递函数. 二、实验内容和原理1.实验内容〔1〕R-C 网络的频率特性.图5-2为滞后--超前校正网络的接线图,分别测试其幅频特性和相频特性. 〔2〕闭环频率特性的测试被测的二阶系统如图5-3所示,图5-4为它的模拟电路图. 取参考值051R K =,1R 接470K 的电位器,2510R K =,3200R K =2.实验原理对于稳定的线性定常系统或环节,当其输入端加入一正弦信号()sin m X t X t ω=,它的稳态输出是一与输入信号同频率的正弦信号,但其幅值和相位随着输入信号频率ω的改变而改变.输出信号为其中()mmY G j X ω=,()arg ()G j ϕωω= 只要改变输入信号的频率,就可以测得输出信号与输入信号的幅值比()G j ω和它们的相位差()ϕω.不断改变()x t 的频率,就可测得被测环节〔系统〕的幅频特性和相频特性. 本实验采用李沙育图形法,图5-1为测试的方框图在表〔1〕中列出了超前于滞后时相位的计算公式和光点的转向.表中 02Y 为椭圆与Y 轴交点之间的长度,02X 为椭圆与X 轴交点之间的距离,m X 和m Y 分别为()X t 和()Y t 的幅值.三、主要仪器设备1．控制理论电子模拟实验箱一台； 2．慢扫描示波器一台；3. 任意函数信号发生器一台； 4．万用表一只. 四、操作方法和实验步骤 1.实验一〔1〕根据连接图,将导线连接好〔2〕由于示波器的CH1已经与函数发生器的正极相连,所以接下来就要将CH2接在串联电阻电容上,将函数发生器的正极接入总电路两端,并且示波器和函数发生器的黑表笔连接在一起接地.〔3〕调整适当的扫描时间,将函数发生器的幅值定为5V 不变,然后摁下扫描时间框中的menu,点击从Y-t变为X-Y显示.〔4〕改变函数发生器的频率,记录数据与波形.2.实验二：基本与实验一的实验步骤相同.五、实验数据记录和处理1.实验结果分析〔1〕实验一根据测得的数据,并经过一系列计算之后,得到的实验一幅频相频特性曲线如图所示：实验一幅频特性曲线〔实验〕实验一相频特性曲线〔实验〕通过运用公式理论计算得到的曲线如下图所示：实验一幅频特性曲线〔计算〕实验一相频特性曲线〔计算〕通过matlab仿真所得实验一中的幅频相频特性曲线如下图所示：由此可以看出,所测并计算之后得到的幅频特性曲线与相频特性曲线和公式计算结果所得到的曲线非常相近,并且与通过matlab仿真得到的波特图之间的差距很小,但仍然存在一定误差.（2）实验二根据测得的实验结果,在matlab上绘制幅频特性曲线图如下图所示：实验二幅频特性曲线〔实验〕实验二相频特性曲线〔实验〕根据计算结果,在matlab上绘制幅频曲线如下图所示实验二幅频特性曲线〔计算〕实验二相频特性曲线〔计算〕通过matlab程序仿真得到的幅频与相频曲线如下图所示：由上图分析可以得到,实验所测得到的幅频特性曲线与计算结果得到的曲线几乎一样,并且与matlab仿真的波特图非常相近.但是实验所测得到的相频特性曲线虽然和计算结果得到的曲线较为温和,但是却与matlab 仿真得到的相频曲线有着非常大的差别.这一点的主要原因为：...2.实验误差分析本次实验的误差相对于其他实验的误差而言比较大,主要原因有以下几点：（1）示波器读取幅值的时候,由于是用光标测量,观测到的误差相对来说非常大,尤其是当李萨如图像与x 轴的交点接近于零的时候,示波器的光标测量读数就非常困难了.（2）在调整函数发生器的频率过程中,由于示波器的李萨如图像模型对于横坐标扫描时间的要求,导致当频率增加的时候,可观测的点寥寥无几.只能用display里面的连续记录显示功能来记录波形.这样记录下来的波形,由于本身点走动的时候带有一定厚度,导致记录波形的宽度非常大,并且亮度基本一致,无法判断曲线边界的具体值,造成的误差也是非常大的.（3）在绘制曲线过程中,由于测量数据点有限,而造成绘制曲线与计算值存在一定误差.（4）本次实验的计算量非常繁琐且冗杂,对于实验误差的影响也是非常大的.（5）电阻和电容等非理想元件造成的误差3.思考题（1）在实验中如何选择输入的正弦信号的幅值？解：先将频率调到很大,再是信号幅值应该调节信号发生器的信号增益按钮,令示波器显示方式为信号-时间模式,然后观测输出信号,调节频率,观察在各个频段是否失真.（2）测试频率特性时,示波器Y轴输入开关为什么选择直流？便于读取数据,使测量结果更加准确.（3）测试相频特性时,若把信号发生器的正弦信号送入Y轴,被测系统的输出信号送入X轴,则根据椭圆光点的转动方向,如何确定相位的超前和迟后？若将输入和输出信号所在的坐标轴变换,则判断超前和滞后的办法也要反过来,即顺时针为滞后,逆时针为超前.七、讨论、心得1.在实验过程中,一定要耐心仔细,因为可能会出现李萨如图像与光轴的两个交点非常接近于原点,由于曲线本身的宽度,造成的视觉误差会非常大.所以在用光标测量数据的时候,一定要非常仔细耐心,尽可能让误差降到最小.2.在实验过程中,随着频率的增加,李萨如图像的显示光点也会随之减少,这个时候一定要适当调节扫描时间,尽量往小调,让扫描光点增加,形成比较完整的曲线,以便于测量与观察.3.在做第二个实验的时候,即使扫描时间已经调到了最小,仍然无法看见完整的曲线,这时,需要摁下示波器上display按钮,然后点击是否记录轨迹,然后就可以让点完整清晰地将曲线还原回来,从而减小误差.4.在计算过程中,注意认真仔细.计算量繁杂,容易导致计算错误,可以多设几个变量来解决.5.在绘制曲线过程中,如果直接用角速度w的话,有可能会出现小频率的点比较密集,大频率的点比较疏松,得到的曲线误差比较大,并且并不美观.当数据相差较大时,我采用了将横坐标求对数之后,再将新得到的数据作为横坐标绘制图像,则实验图像变得非常美观和清晰,并且具有说服力.6.通过本次实验,我了解到了频率特性测量的方法以与怎样求幅频特性|G<w>|和相频特性φ<w>的值,并且通过将自己实验所得曲线、实际计算曲线与matlab仿真之间的对比,将理论、实践、仿真融为一体,使我更加加深了频率响应曲线的认识.这样的方法,在以后的学习过程中,会应用的更加广泛,并且具有非常深远的意义.。

实验6.2 电路频域特性的测量——电压传输比一、实验目的（1）掌握传输电压比频率特性的两种测量表示方法。

（2）了解低通和高通过滤器的频率特性。

二、实验仪器和器材信号发生器、示波器、毫伏表、实验箱。

三、实验内容1、测量一阶RC低通电路的频率特性。

电路如图，R=5.1kΩ，C=0.047uF。

电路的输入端输出一个电平为0dB的正弦信号，频率范围为50赫兹到20000赫兹。

连接好后，首先改变信号源的频率（从高到低），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看一下电路是否具有低通特性，测量并记录-3dB截止频率。

然后逐点测量该低通频率的频率特性。

2、测量一阶RC高通电路的频率特性。

如图连接好电路，首先改变信号源的频率（从高到低），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看一下电路是否具有高通特性，测量并记录-3dB截止频率。

然后逐点测量该高通电路的频率特性。

四、实验原理及实验数据1、RC低通电路的工作原理：若电源为交流电（f>0 ），电容导通，当电源频率由0变大时，电容两端电压由大变小，因而低通。

低通电路数据电平图相位差图2、RC高通电路的工作原理：若电源为交流电（f>0 ），电容导通，当电源频率由大变小时，电容两端电压由小变大，因而高通。

相位差图五、总结通过这次实验，让我明白了RC低通和高通电路的工作原理。

在实验过程中，让我发现了自己在电路理论知识方面的不足，促使我能够真正地把理论知识学好。

实验给了我们一个很好的把理论应用到实践的机会，让我们能够很好的把理论知识转化到实际能力，提高了对理论知识的理解与掌握。

在学习知识上面，本学期电分实验不想往届听老师讲解，而是全靠自己预习自学自己摸索，感觉对我们的自主学习钻研是种挑战，但同时也是锻炼。

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。

电气特性测量实验报告1. 引言电气特性测量是电工学中非常重要的工作，它帮助我们了解电器元件的性能参数，并为电路设计和故障诊断提供基础数据。

本实验旨在通过实际测量，探究电气特性之间的关系，并掌握常见电气特性的测量方法和技巧。

2. 实验原理本实验主要涉及以下几个电气特性的测量：- 电压特性：使用电压表测量电器元件两端的电压。

- 电流特性：使用电流表测量电器元件中的电流。

- 电阻特性：通过电压和电流的测量结果计算电器元件的电阻值。

- 电功率特性：通过电压和电流的测量结果计算电器元件的功率消耗。

3. 实验仪器和材料- 电压表- 电流表- 直流电源- 电阻箱- 多用万用表- 实验电路模块4. 实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验要求，搭建相应的电路。

2. 测量电压特性：将电压表连接到电路中，测量电器元件两端的电压值。

3. 测量电流特性：将电流表连接到电路中，测量电器元件中的电流值。

4. 测量电阻特性：使用电压表和电流表测量电器元件的电压和电流，并根据欧姆定律计算电阻值。

5. 测量电功率特性：使用电压表和电流表测量电压和电流，利用功率公式计算电器元件的功率消耗。

6. 分析实验数据：根据测量结果，分析电器元件的电压、电流、电阻和功率之间的关系。

5. 实验结果和讨论根据实验数据，绘制电器元件电压、电流、电阻和功率之间的关系图。

从图中可以看出，电压和电流成正比例关系，而电阻和电流成反比例关系。

同时，功率消耗与电压和电流的平方成正比。

在实验过程中，需要注意保持电器元件的工作环境温度恒定，并避免过高的电压或电流，以防止元件损坏。

此外，实验中的测量误差也需要考虑，可以通过多次测量取平均值来减小误差。

6. 实验结论通过本次实验，我们深入了解了电气特性之间的关系，掌握了电压、电流、电阻和功率的测量方法和技巧。

实验结果表明，电器元件的电压和电流成正比例关系，电阻和电流成反比例关系，功率消耗与电压和电流的平方成正比。

这些电气特性的测量对于电路设计和故障诊断都有重要意义。