南邮实验一第4次课(幅频相频、RLC谐振)讲课教案

实验四：RLC串联谐振电路
一、实验目的
1.观察谐振现象，加深对串联谐振电路的 理解。
2.掌握测量谐振频率、品质因数和绘制频 率特性曲线的方法。
3.认识品质因数对电路选择性的影响。
二、实验设备
1.函数信号发生器 2.数字示波器 3.交流毫伏表 4.元器件板
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三、实验原理
在RLC串联电路中，当电 源电压与电路中的电流 同相时，即为谐振。
f0
2
1 LC
1. Z R 2 XL XC 2 R
Imax
ห้องสมุดไป่ตู้
I0
U R
•
•
2. UL UC
••
U UR
3. Q UC UL 1 0L U U 0CR R
4. UL UC QU QUR
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0 2πf0
I/I0
1
0.707
Q'
f1' f1 f0 f2 f2'
Q f
Q > Q
f f2 f1
Q f0 f
Q值越大，通频带宽度越小，选择性越强。
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四、实验内容
1.谐振频率和品质因数的测量：
按图所示连接电路。信号源为电压恒定的正 弦信号，频率在500Hz—140KHz之间变化 （注意用示波器监视US的大小）。
L 10mH
C 0.047F
US (t)
R UR(t)
f(HZ)
UR(V) I= UR/R 电路性质
R=510 f0 ？
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f(HZ)
UR(V) I= UR/R
电路性质
R=51 f0
注：在f0附近应多取一些值。

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6
1、 测电压
a、一个通道看信号源信号 b、另一个通道看电阻上电压信号
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7
实际接线示意
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8
2、用示波器测ω0及上、下三分贝频率ω1、ω2。
a、通道1看 信号源波形
b、通道2看 电阻上波形
探头
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接地黑夹子 9
用示波器找谐振点具体测试点
电阻电压波 形测试点
13
RLC串联谐振电路
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1
一、实验目的
1、学习测量RLC串联电路的谐振曲线。 2、研究电路参数对谐振特性的影响。
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2
二、实验原理及参考电路
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3
三、实验内容及步骤
1.按实验电路按接线。
电路参数：L＝10mH，C＝0.047μF，

R＝200Ω，r为线圈电阻。
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电源电压波 形测试点
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10
调节频率
使的电阻上的
电压波形和电
源电压同相
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电阻为20Ω时的 电路及测试点
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4、 用双踪示波器测量半功率点频率ω1、 ω2时，输入和输出电压的相位差。
注意：在测量中，最好能直接找到谐振频率
ω0及上、下三分贝频率ω1、ω2。
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4
2 、 调节正弦信号源的输出电压，使Ui＝4V逐次改 变输入信号的频率，用晶体管毫伏表测量输出电压Uo， 将所测得的结果记录于表4-1中。
F（KHz）
Ui（V）
Uo（V）
Uo／Ui
3、将上图的电阻改为20Ω，重复上述步骤，将所测 得的结果记录于表4-2中。

实验七 RLC串联电路的幅频特性和谐振
一、实验目的 ห้องสมุดไป่ตู้、研究RLC 串联电路的幅频特性（也就是谐
振曲线） 2、研究串联谐振现象及电路参数对谐振特性
的影响。
二、实验说明
在RLC串联电路中，阻抗值是：
三 实验内容
测量幅频特性的实验电路如下，信号发生器 输出正弦电压，频率可在20赫到20千赫范 围内变化
四、实验报告要求 1、实验目的 2、原理简述 3、实验内容：含实验步骤、实验电路、表
格、数据等 4、绘制幅频特性曲线。 5、Q值的相对误差分析。
1、测量RLC串联电路的幅频特性I（f），并测出 谐振频率f。
具体方法：采用电阻取样法测定回路电流，取样电 阻采用Ro=10Ω。调整信号源频率，取样电阻两 端接的交流毫伏表指示值最大时，调整信号源幅度， 使Us=1V，重新调整频率使电流最大，此时f即为 f0，电流为I0。Q2>Q1
)
2.改变电阻R=100Ω，重复1
3.改变L==200mH，重复1。计算值，并 测定该值所对应的f值通频带Δf
4.谐 电 上Q振 阻 面值时 档 的的的测公测L电式定的压，，直，看用流此 它毫也值 们伏阻即 的表rQQ（测值 值RL； 误0(或=用 差RC数 有+)字多上r）万大两带用。端入表的 3在3具调电用在 4计实改2改改 调电在改4用调电具具用用33计改在实、 、 、 、 、 、 、R体整流数R算验变变变整流R变数整流体体数数算变R验实实绘研绘实实LLLL方 信 为 字 值 七 电 电 L信 为 L字 信 为 方 方 字 字 值 电 七CCCC==验验制究制验验串法号I万串 ，阻阻号I串万号I法法万万，阻串==0R00R内内幅串幅内内22。。。联：源用联 并RR源联用源：：用用并R联LL00CC容容频联频容容===00电采频表电 测频电表频采采表表测电串串111mm：：特谐特：：000路用率电路 定率路电率用用电电定路HH联联000含含性振性含含， ，ΩΩΩ中电，阻中 该，中阻，电电阻阻该中电电实实曲现曲实实，，，重 重，阻取档， 值取，档取阻阻档档值，路路验验线象线验验重重重复 复阻取样测阻 所样阻测样取取测测所阻的的步 步 。 及 。 步 步复复复11抗样电抗对电抗电样样对抗LLLL幅幅。 。骤骤电骤骤的的的的111值法阻值 应阻值阻法法应值频频、、路、、直直直直是测两是 的两是两测测的是特特实实参实实流流流流：定端： 端：端定定：ff性性值值验验数验验也也也也回接接接回回和和通通电电对电电阻阻阻阻路的的的路路谐谐频频路路谐路路rrrr（（（（电交交交电电振振带带、、振、、RRRR流流流流流流ΔΔ表表特表表0000ff，毫毫毫，，====格格性格格RRRR取伏伏伏取取++++、、的、、样表表表样样rrrr））））数数影数数电指指指电电带带带带据据响据据阻示示示阻阻入入入入等等。等等采值值值采采上上上上用最最最用用面面面面大大大RRR的的的的ooo时时时===公公公公111，，，式式式式000ΩΩΩ调调调，，，，。。。整整整看看看看信信信它它它它号号号们们们们源源源的的的的幅幅幅QQQQ度度度值值值值，，，误误误误使使使差差差差UUU有有有有sss多多多多===111大大大大VVV，，，。。。。重重重新新新调调调整整整频频频率率率使使使电电电流流流最最最大大大，，，此此此时时时fff即即即为为为fff000，，，

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4、RLC串联电路幅频特性
Z R j(L 1 ) c
（1）谐振条件
当XL=XC时电路谐振.1
谐振频率:
f0
2 LC
(2)电路串联谐振的特点:
①阻抗最小. Z = R. (输入端电压最小) Q测量值和计算值不同
②电流最大. I0 = U/R. (UR上电压最大)
③Φωi(相位) = 0.
Q：回路品质因数，一般情况下
R 0CR R
Q>>1
RLC串联谐振电路 R=0 和 R=20欧姆测两次
（3）UC~f曲线和UL~f曲线 （L、C上电压随频率变化的关系）
当保持信号电压U不
变而改变信号频率时 UL UC
1
因，此L、我C们上可电使压用随点频测率
UC
UL
法改测变量。输出电压幅频
特要性求的信方号法源测是量恒其压频源 0 率，特所性以。在测量过程中
实验日期
班级 姓名 学号
数据处理 f 0
1
2 LC
Q0 = UC/U = ? Q20= UC/U = ?
实验考核: RLC串联谐振电路 实验日期
班级 姓名 学号
绘图:
绘图:
数据处理
1
标
标
f0
2 LC
注
注
Q0 = UC/U = ?
Q20= UC/U = ?
四、回答问题(不作)
（1）谐振时，电阻R两端电压为 什么与电源电压不相等？电容两 端的电压是否等于电感两端的电 压？ （2）为什么做串联谐振电路实 验时，在谐振频率附近信号源输 出电压显著下降？ （3）用一只标准电容器，应用 谐振原理，设计测量未知电感的
f 2 1 ~ 相频特性