电路课程设计RLC串联谐振Word文档下载推荐.docx

电路课程设计RLC串联谐振Word文档下载推荐.docx

《电路课程设计RLC串联谐振Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路课程设计RLC串联谐振Word文档下载推荐.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

设计要求；

（4）说理说明是否正确；

（5）报告格式及版面是否清晰。

指导教师评语：

评定成绩为：

指导教师签名：

年月日

电气短学期课程设计

课题：

RLC串联谐振

一、设计目的

二、设计原理

在图13-1所示的RLC串联电路中，当正弦交流信号ui的频率f改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f而变。

取电阻R上的电压为输出u0，以频率f为横坐标，输出电压u0的有效值U0为纵坐标，绘出光滑的曲线，即为输出电压的幅频特性，如图13-2所示。

图13-1RLC串联电路

图13-2幅频特性

1.谐振

在

时，

，电路发生谐振。

f0称为谐振频率，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点，此时电路呈纯阻性，电路的阻抗模最小。

在输入电压ui一定时，电路中的电流i达到最大值，且与输入电压ui同相位。

这时

，

，其中Q称为电路的品质因数。

2.电路品质因数Q值的测量方法

1）根据公式

测定，其中UL、UC分别为谐振时电感L和电容C上的电压有效值；

2）通过测量谐振曲线的通频带宽度

，再根据

求出Q值。

其中f0为谐振频率，f2和f1分别是U0下降到0.707U0max时对应的频率，分别称为上、下限截止频率，如图13-2所示。

三、设计仪器及设备

Multisim10.0软件计算机

4、设计内容与步骤

如下图13-3所示，在Multisim软件中搭建此电路，并连线。

电源电压US处接交流电源，并和双踪示波器接一路。

电阻电压UR接双踪示波器的另一路，调整好双踪示波器的显示，准备进行测量。

改变交流电源的频率（由小逐渐变大），观察双踪示波器的波形图。

当示波器中的电压US波形与电压UR波形（相当于电流波形）的相位同相时所对应的频率值即为谐振频率。

并将数据计入下表。

图13-3

频率由小逐渐变大

1.f=5khz

图13-4

f

UR

UC

UL

5khz

165.833mV

1.802V

95.508mV

2.f=10khz

图13-5

10khz

431.823mV

1.402V

499.754mV

3.f=15khz

图13-6

15khz

919.257mV

1.989V

1.596V

4.f=16.97khz

图13-7

由图可以观察得到US与UR同相位，即发生谐振，此时谐振频率

f=16.97khz

16.97khz

998.637mV

1.91V

1.961V

5.f=20khz

图13-8

20khz

822.415mV

1.335V

1.904V

6.f=25khz

图13-9

25khz

531.196mV

689.697mV

1.537V

7.f=30khz

图13-10

30khz

385.976mV

417.626mV

1.34V

8.当UR=0.707US时，得到对应的f2与f1如下图所示

图13-11

f1

12.98khz

1.769V

1.063V

707.573mV

图13-12

f2

21.62khz

1.061V

706.811mV

五、设计数据及结果

总结表格

R=2.2kΩ

C=2200pF

f（khz）

5

10

15

19.6

20

25

30

UR（mV）

165.833

431.823

919.257

998.637

822.415

531.196

385.976

UC（V）

1.082

1.402

1.989

1.91

1.335

0.68969

0.41762

UL（V）

0.09551

0.49975

1.596

1.961

1.904

1.537

1.340

备注

US=1V

f0=16.97khz

当UR=0.707US时，

其中f1=12.98khz，UC=1.769V，UL=1.063V，UR=707.573mV

其中f2=21.62khz，UC=1.061V，UL=1.769V，UR=706.811mV

绘制RLC串联谐振电路的谐振曲线

用Excel软件进行作图，做出串联谐振的通用谐振曲线，如下图13-13所示。

图13-13

6、总结分析

1、电路处于谐振状态时的特性。

（1）、回路阻抗Z0=R,|Z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。

（2）、回路电流I0的数值最大，I0=US/R。

（3）、电阻上的电压UR的数值最大，UR=US。

（4）、电感上的电压UL与电容上的电压UC数值相等，相位相差180°

，UL=UC=QUS。

2、电路的品质因数Q 

电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q，即：

（3）谐振曲线。

电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。

在US、R、L、C固定的条件下，有

改变电源角频率ω，可得到响应电压随电源角频率ω变化的谐振曲线，回路电流与电阻电压成正比。

从中可以看到，UR的最大值在谐振角频率ω0处，此时，UL=UC=QUS。

UC的最大值在ω<

ω0处，UL的最大值在ω>

ω0处。

七、个人体会

通过这次课程设计，让我更加深入的了解了RLC串联谐振的原理及其对课程设计的操作。

而且掌握了对软件Multisim10.0的基本操作。

但是由于时间有限，仅有一个星期的时间，而且机房的时间有限，所以做的课程设计有些粗糙，并不是做得很好，如果时间长一点会对软件和课程设计有一个更好地理解。