实验8RC选频网络特性的测试 一、实验目的 1.熟悉文氏电桥电路的结构特点及其应用。 2.学会用交流毫伏表和示波器测定文氏电桥电路的幅频特性和相频特性 二、原理说明 文氏电桥电路是一个RC串、并联电路，如图2-&1所示，该电路结构简单，被广泛用于 低频振荡电路中作为选频环节，可以获得很规则的正弦波电压， 图2-8-1 1,图2-81中正弦输入信号由信号发生器产生，保持其大小U山不变，改变其频率∫ 用交流毫伏表或示波器测出输出信号相应于各频率点下的大小U,值，将这些数据画在以频 率∫为横轴，以马为纵轴的坐标纸上，用一条光滑的曲线联接各点，该曲线就是图2-81电 路的幅频特性曲线，如图2-82所示。 Uo 63 图2-8-2 文氏电桥电路的一个特点是其输出信号的大小U。值不仅会随输入信号的频率而变，而且 还会出现一个与输入信号同相位的最大值。 由图2-8-1电路分析得，该网络的传递函数为 60
60 实验 8 RC 选频网络特性的测试 一、实验目的 1． 熟悉文氏电桥电路的结构特点及其应用。 2． 学会用交流毫伏表和示波器测定文氏电桥电路的幅频特性和相频特性。 二、原理说明 文氏电桥电路是一个 RC 串、并联电路，如图 2-8-1 所示，该电路结构简单，被广泛用于 低频振荡电路中作为选频环节，可以获得很规则的正弦波电压。 图 2-8-1 1． 图 2-8-1 中正弦输入信号 ui 由信号发生器产生，保持其大小 Ui 不变，改变其频率 f， 用交流毫伏表或示波器测出输出信号 uo 相应于各频率点下的大小 Uo 值，将这些数据画在以频 率 f 为横轴，以 i o U U 为纵轴的坐标纸上，用一条光滑的曲线联接各点，该曲线就是图 2-8-1 电 路的幅频特性曲线，如图 2-8-2 所示。 图 2-8-2 文氏电桥电路的一个特点是其输出信号的大小 Uo 值不仅会随输入信号的频率而变，而且 还会出现一个与输入信号同相位的最大值。 由图 2-8-1 电路分析得，该网络的传递函数为
1 B=- 3+j(@RC- 当0=0= 香子一一重一可了工一 由图2-8-2还可知，文氏电桥电路具有带通特性。 2.将图2-8-1电路的与两信号分别连接至示波器的Y和YB两个输入口，改变 的频率∫，观察相应的两信号波形间的时延及信号的周期T,则两信号波形间的相位差为 0=%-9=x3600 将测算的数据画在以频率∫为横轴，为纵轴的坐标纸上，用一条光滑的曲线联接各点，该曲 线就是图2-8-1电路的相频特性曲线，如图2-8-3所示。 900 909 图2-8-3 由图281电路分析得：当0=0，=C时，0，即北与4同相位： 三、实验设备 表2-8-1 名称 型号与规格数量备注 低频信号发生器 电 四、实验内容 1.测量图2-8-1所示RC串、并联电路的幅频特性，将测量结果记录于表2-8-2中。 (1)在RC选频网络实验电路板上按图2-81所示接线，选1k2,C-0.1μF。 (2)调节信号发生器的输出正弦信号，使U=3V不变。 (3)改变信号发生器的频率人测量对应的6值（可先测量B=,时的频率，然后再 在左右设置其它频率点，测量%值)。 (4)在图2-81所示电路中，保持U=3V不变，选R=2002,C=2.2μF,改变信号发生器 61
61 ) RC j( RC 1 3 1 + − = 当 RC 0 1 = = 时， 3 1 = = i o U U ，此时 uo 与 ui 同相位。 由图 2-8-2 还可知，文氏电桥电路具有带通特性。 2． 将图 2-8-1 电路的 ui 与 uo 两信号分别连接至示波器的 YA 和 YB两个输入口，改变 ui 的频率 f，观察相应的两信号波形间的时延及信号的周期 T，则两信号波形间的相位差为 0 = 0 − = 360 T i 将测算的数据画在以频率 f 为横轴，为纵轴的坐标纸上，用一条光滑的曲线联接各点，该曲 线就是图 2-8-1 电路的相频特性曲线，如图 2-8-3 所示。 图 2-8-3 由图 2-8-1 电路分析得：当 RC 0 1 = = 时，=0，即 uo 与 ui 同相位。 三、实验设备 表 2-8-1 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 双踪示波器 1 2 低频信号发生器 1 DG03 3 RC 选频网络实验电路板 1 DG07 4 GYS-Ⅰ组合仪表 1 四、实验内容 1． 测量图 2-8-1 所示 RC 串、并联电路的幅频特性，将测量结果记录于表 2-8-2 中。 （1）在 RC 选频网络实验电路板上按图 2-8-1 所示接线，选 R=1k，C=0.1F。 （2）调节信号发生器的输出正弦信号，使 Ui=3V 不变。 （3）改变信号发生器的频率 f，测量对应的 U0 值（可先测量 3 1 = 时的频率 f0，然后再 在 f0 左右设置其它频率点，测量 U0 值）。 （4）在图 2-8-1 所示电路中，保持 Ui=3V 不变，选 R=200，C=2.2F，改变信号发生器
的频率，重新测量对应的输出信号的U6值。 表2-8-2 f(Hz) 1600 R=1k2 U6(V) C=0.1μF R=200Q 6(V) C=2.2μF 2.测量图2-8-1所示RC串、并联电路的相频特性，将测量结果记录于表2-8-3中。 (1)在图2-8-1所示电路中，保持U=3V不变，选R=1k2,C=0.1F,将输入、输出信 号分别连接至示波器YA和YB的两个输入口，改变信号发生器的频率测量对应的输入、 输出信号之间的相位差。 (2)保持U=3V不变，选R=2002,C=2.2F,改变信号发生器的频率f,重新测量对应 的输入、输出信号之间的相位差。 表2-8-3 f(Hz) 1600 Rlko T(s) G0.1μf r(s) =2002 T(s) G2.2μF r(s) 五、实验注意事项 由于信号发生器内阻的影响，注意在调节其频率时，应同时调节其电压大小，使电压大 小保持3V不变。 六、预习思考题 1.推导RC串、并联电路的幅频、相频特性的数学表达式。 2.根据电路参数，计算两组参数时的6。 七、实验报告要求 根据实验数据，绘制两组参数时的幅频特性和相频特性。找出，与理论计算值作比较。 62
62 的频率 f，重新测量对应的输出信号的 U0 值。 表 2-8-2 f（Hz） 1600 R=1k C=0.1F U0（V） R=200 C=2.2F U0（V） 2． 测量图 2-8-1 所示 RC 串、并联电路的相频特性，将测量结果记录于表 2-8-3 中。 （1）在图 2-8-1 所示电路中，保持 Ui=3V 不变，选 R=1k，C=0.1F，将输入、输出信 号分别连接至示波器 YA 和 YB 的两个输入口，改变信号发生器的频率 f，测量对应的输入、 输出信号之间的相位差。 （2）保持 Ui=3V 不变，选 R=200，C=2.2F，改变信号发生器的频率 f，重新测量对应 的输入、输出信号之间的相位差。 表 2-8-3 f(Hz) 1600 R=1k C=0.1F T(s) (s) R=200 C=2.2F T(s) (s) 五、实验注意事项 由于信号发生器内阻的影响，注意在调节其频率时，应同时调节其电压大小，使电压大 小保持 3 V 不变。 六、预习思考题 1． 推导 RC 串、并联电路的幅频、相频特性的数学表达式。 2． 根据电路参数，计算两组参数时的 f0。 七、实验报告要求 根据实验数据，绘制两组参数时的幅频特性和相频特性。找出 f0，与理论计算值作比较