电路频率特性文档格式.docx

电路频率特性文档格式.docx

《电路频率特性文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路频率特性文档格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

一、实验目的

1.掌握低通、带通电路的频率特性；

2.应用Multisim软件测试低通、带通电路频率特性及有关参数；

3.应用Multisim软件中的波特仪测试电路的频率特性。

二、实验原理

（一）：

网络频率特性的定义

在正弦稳态情况下，网络的响应向量

与激励向量

之比称为网络函数。

它可以写为

由上式可知，网络函数是频率的函数，其中网络函数的模

与频率的关系称为幅频特性，网络函数的相角

与频率的关系称为相频特性，后者表示了响应与激励的相位差与频率的关系。

（二）：

网络频率特性曲线

1）一阶RC低通电路

网络函数：

其模为：

辐角为:

显然，随着频率的增高，|H（jω）|将减小，这说明低频信号可以通过，高频信号被衰减或抑制。

当ω=1/RC，

即U0/Ui=0.707.通常把U0降低到0.707Ui时的频率f称为截止频率f0.

即

2）二阶RLC带通电路

相频特性曲线：

（1）当f=f0时，=0，电路阻性,产生谐振。

（2）当ff0时，>

0，电路呈电感性。

（3）当ff0时，<

0，电路呈电容性。

改变电源的频率,使频率为时，电路处于串联谐振状态.

当RLC串联谐振时，

，

，即纯电感和理想电容两端的电压相等。

显然，谐振频率仅与元件参数LC的大小有关，而与电阻R的大小无关。

谐振时电感或电容两端电压与电源电压之比值用品质因数Q表示，

即：

可见，当L,C一定时，改变R值就能影响电路的选频特性，即R越小，Q越大，幅频曲线越窄，选频特性越好。

为了具体说明电路对频率的选择能力，规定幅频特性曲线的

所包含的频率范围定义为电路通频带，用BW表示.

时的频率分别称为上限频率f2及下限频率f1，则通频带

.

显然，

越小，曲线的峰就越尖锐，电路的选频性能就越好。

Q值与BW得关系为：

当电路的通频带大于信号的频带宽度时，对于信号不产生失真有利，即传送信号的保真度高，但电路的选频性变差。

总之，品质因数越高的电路，其通频带越窄，选频特性越好。

3）二阶RLC低通电路

3、实验内容

1.测量一阶RC低通电路的频率特性

建立电路图如下示，取R=50Ω,C=22nF.

测试出的幅频曲线如下图示：

相频曲线如下图示：

f0理论值为

=

与实际测得的f0=144.765KHZ相差很小，可见，实验做得比较准确，Multism软件的模拟能力很强。

测得的实验数据如下表所示：

测量

0.01

0.1

0.5

5

10

100

1.4476KHz

14.4760K

Hz

72.380K

144.760KHz

723.80KHz

1.4476MHz

14.4760MHz

0.99995

0.99497

0.89356

0.70692

0.19642

0.10009

0.00102

φ

-0.559

-5.75

-26.676

-45.015

-78.672

-84.256

-89.942

2.测试二阶RLC带通电路的频率特性和品质因数

由前原理知：

谐振频率f0理论值为：

KHz

品质因数：

1）R=50

，电路图如下图示

测得的幅频曲线如下图示：

相频曲线如图示：

电阻R=50

，L=1mH,C=22nF,实验数据如下表示：

f’

f’’

0.33949KHz

3.33949KHz

16.9745KHz

30.183KHz

33.949KHz

38.139KHz

169.745KHz

339.49KHz

3.3949MHz

网络函数模

0.0023817

0.023845

0.15711

0.70888

0.99919

0.70794

0.048880

0.022376

0.0023545

对应相位角

89.865

88.653

81.119

44.987

2.134

-45.856

-87.211

-88.641

-89.866

Q

4.26709

分析：

测得谐振频率f0=33.945KHz,上限截止频率f’’=30.183KHZ;

下限截止频率f下=38.139KHZ

=4.26709

又Q理论值

可见测量很准确。

2）电阻改为200

幅频特性曲线：

相频特性曲线为：

21.577KHz

53.409KHz

0.0094015

0.093632

0.52999

0.70762

0.70689

0.19264

0.094213

0.0094542

89.463

84.563

57.762

45.465

0.557

-44.836

-78.893

-84.594

-89.458

1.0663

测得谐振频率f0=33.945KHZ;

上限截止频率f下=21.577KHZ;

下限截止频率f下=53.409KHZ

=1.0663

可见测量很准确。

结论：

综合R=50

与R=200

比较得出：

1）从曲线上看，两者的最高点对应横坐标相同，表明谐振频率f0没有变，F0=33.996KHZ;

f0’=33.996KHZ,证明了谐振频率的确和R没关系，电路的LC没有发生改变，因此谐振频率也没有变化；

2）两曲线峰的尖锐程度不同，R=50

的更尖锐，即曲线更窄；

=4.26709；

=1.0663。

验证了当L,C一定时，改变R值就能影响电路的选频特性，即R越小（=50），Q越大，

越小，幅频曲线越窄，曲线的峰就越尖锐，电路的选频性能就越好，品质因数越大。

3.测量二阶RLC低通电路的频率特性和品质因数

实验电路图如下：

测得的幅频曲线如下图：

相频特性如图示：

实验数据记录如下表：

0.8

1.2

1.5

1.8

2.5

27.1592KHz

31.766KHz

40.7388KHz

46.4235KHz

61.1082KHz

84.8725KHz

1.00001

1.00091

1.2723

1.9239

2.1912

2.1293

1.4067

0.91846

0.42124

0.18369

0.040811

0.0098831

0.00010524

-0.27

-2.691

-17.33

-46.221

-74.288

-90.336

-127.769

-143.809

-159.256

-167.497

-174.33

-177.254

-179.73

实验测得f0=33.945KHZ.fm=31.766KHZ

Fm理论值：

Q|f0=2.1293

Q理论值

测量准确。