电路频率特性文档格式.docx

1、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（j）|将减小，这说明低频信号可以通过，高频信号被衰减

2、或抑制。当=1/RC，,即U0 /Ui = 0.707.通常把U0降低到0.707 U i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f f0 时， 0 ，电路呈电感性。（3）当f f0 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，

3、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=50,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

4、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0.010.10.55101001.4476KHz14.4760KHz72.380K144.760KHz723.80KHz1.4476MHz14.4760MHz0.999950.994970.893560.706920.196420.100090.00102-0.559-5.75-26.676-45.015-78.672-84.256-89.9422.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

5、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：ff0.33949KHz3.33949KHz16.9745KHz30.183KHz33.949KHz38.139KHz169.745KHz339.49KHz3.3949MHz网络函数模0.00238170.0238450.157110.708880.999190.707940.0488800.0223760.0023545对应相位角89.86588.65381.11944.9872.134-45.856-87.211-88.641-89.866Q4.26709分析：测得谐振频率f0=33.94

6、5KHz,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：21.577KHz53.409KHz0.00940150.0936320.529990.707620.706890.192640.0942130.009454289.46384.56357.76245.4650.557-44.836-78.893-84.594-89.4581.0663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

7、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

8、据记录如下表：0.81.21.51.82.527.1592KHz31.766KHz40.7388KHz46.4235KHz61.1082KHz84.8725KHz1.000011.000911.27231.92392.19122.12931.40670.918460.421240.183690.0408110.00988310.00010524-0.27-2.691-17.33-46.221-74.288-90.336-127.769-143.809-159.256-167.497-174.33-177.254-179.73实验测得f0=33.945KHZ .fm=31.766KHZFm理论值：Q|f0=2.1293Q理论值 测量准确。