实验报告电路频域特性的测量电压传输比.docx

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实验报告电路频域特性的测量电压传输比

北京交通大学

基础电路实验报告

实验名称:

电路频域特性的测量——电压传输比

日期:

2015年12月27日地点:

九教南501

学号:

14211180

姓名:

陈昱帆

学院:

电子信息工程学院

班级:

通信1408班

、实验目的

（1）掌握电压传输比频率特性的两种测量表示方法。

（2）了解低通和高通滤波器的频率特性。

二、实验原理

由于

所以

信号源频率可以根据需要选取一定的变化范围，并按一定间隔选取，然后根据测量数据画出幅频特性和相频特性曲线。

在测量频率特性时，应当先粗略观察一下频率特性的变化规律，在特性弯曲较大的区域应适当增加测量频率点，然后设计好记录表格再进行逐点测量。

转移函数是电路的固有特性，对于某一信号频率，转移函数不会随输人激励幅度的变化而变化。

由于信号源内阻的影响，被测电路输入阻抗随频率变化将导致通道1的幅度也会随频率变化，所以，在测量过程中需要监测通道1的测量数据。

一般可以在测量每个频率点时，调整信号源幅度，使每个频率点输入到电路激励的幅度恒定，便于比较和计算。

当测量转移电压比时，可以将输入电压幅度调整为1V或者0dB，此时测量的输出电压幅度值就是该转移电压比，可以减少后期的数据处理。

三、实验方案

（1）测量一阶RC低通电路的频率特性

一阶RC低通电路如图所示，图中R=5.1kΩ，C=0.047μF。

电路的输入端输入一个电平为0dBV的正弦信号，频率可选范围为50HZ~20kHZ。

按照实验图连接好电路图后，首先改变信号源的频率（从低到高），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看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电路的频率特性。

其幅频特性用“dB”表示，相频特性用“度”表示，所有原始测量数据均记录在自行设计的表格中。

（2）测量一阶RC高通电路的频率特性

一阶RC低通电路如图所示，图中R=5.1kΩ，C=0.047μF。

电路的输入端输入一个电平为0dBV的正弦信号，频率可选范围为50HZ~20kHZ。

按照实验图连接好电路图后，首先改变信号源的频率（从低到高），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看下电路是否具有高通特性，测量并记录-3dB截止频率。

然后逐点测量该低通电路的频率特性。

其幅频特性用“倍”表示，相频特性用“度”表示，所有原始测量数据均记录在自行设计的表格中。

四、实验步骤

（1）按实验电路图连接好电路

（2）调整信号发生器的频率，并相应调整幅值

（3）通过示波器或者毫伏表测量出各点的值并记录

（4）根据测量的值作出幅频特性曲线和相频特性曲线

5、实验仪器

示波器、函数发生器、电容、电阻、毫伏表

6、实验数据

（1）测量一阶RC低通电路的频率特性

频率/HZ

50

338

510

662

817

978

1148

1332

1546

1756

1995

20k

电压比/dB

-0.025

-1

-2

-3

-4

-5

-6

-7

-8

-9

-10

-29.6

相位差/度

-4.3

-27

-37.5

-45

-50.9

-55.8

-60

-63.5

-66.8

-69.3

-71.6

-88.1

（2）测量一阶RC高通电路的频率特性

频率/HZ

50

100

200

300

400

500

600

665.3

800

1000

1500

20k

电压比/倍

0.075

0.15

0.289

0.412

0.51

0.6

0.67

0.707

0.77

0.833

0.915

0.999

相位差/度

85.7

81.3

73,1

65

58.1

52.5

47.9

44.9

39.7

33.6

23.7

1.9

7、数据处理及分析

（1）测量一阶RC低通电路的频率特性

将表格中数据绘制成频率特性曲线可得

幅频特性曲线

可以观察出，随着频率的不断增大，一阶RC低通电路的电压比在不断减小

相频特性曲线

可以观察出，随着频率的不断增大，一阶RC低通电路的相位差的绝对值也在不断增大

（2）测量一阶RC高通电路的频率特性

幅频特性曲线

可以观察出，随着频率的不断增大，一阶RC高通电路的电压比在不断增大

相频特性曲线

可以观察出，随着频率的不断增大，一阶RC高通电路的相位差在不断减小

8、实验结论

（1）一阶RC低通电路的电压增益随着频率的增加而变小，频率趋近于0时，电压增益趋近于零，频率趋近于无穷时，电压增益趋于最大，电容电压总是落后输入激励电压，且随频率的增加落后角度变大，频率趋近于0时电容电压与输入激励电压趋于同相，频率趋近于无穷时，电容电压落后输入激励电压趋近于90°。

（2）一阶RC高通电路的电压增益随着频率的增加而增大，频率趋近于0时，电压增益趋近于最大，频率趋近于无穷时，电压增益趋于0，电阻电压总是超前输入激励电压，且随频率的增加超前角度变小，频率趋近于0时，电阻电压超前输入激励电压趋近于90°，频率趋近于无穷时，电阻电压与输入激励电压趋于同相。

（3）在实验过程中输入保持不变，使得实验结果更加准确可靠。

（4）测量电路的幅频特性时，将输入电压幅度调整为1V或者0dB，此时测量的输出电压幅度值就是该转移电压比，减少后期的数据处理。

9、实验要求及注意事项 

（1）在测试过程中，低通电路在改变频率后要始终保持输入电平为0dB；高通电路在改变频率后要始终保持输入电压为1V

（2）测试频率点要根据特性曲线的变化趋势合理选择，但不少于10个。

最好一边记录数据，一边把“点”描绘在坐标纸上，一但发现所测曲线存在不足，可及时增加测试点。

（3）实验报告要求。

1.总结RC低通电路的工作原理，简述实验方案及实验过程。

2.根据测试数据在坐标纸上绘制低通的幅频特性曲线和相频特性曲线，采用半对数坐标系，横坐标用对数坐标，单位为赫兹，纵坐标用均匀刻度，单位为“dB”或“度”。

3.总结RC高通电路的工作原理，简述实验方案及实验过程。

4.根据测试数据在坐标纸上绘制高通的频率特性曲线。

5.对本次实验做出客观的评述、总结。