实验七R、L、C串联谐振电路的研究 实验目的 1.加深理解电路发生谐振的条件、特点,掌握电路品质因数(电路Q值)、通频带的物理意义及其测定方 2.学习用实验方法绘制R、L、C串联电路不同Q值下的幅频特性曲线 3.熟练使用信号源、频率计和交流毫伏表。 原理说明 在图17-1所示的R、L、C串联电路中,电路复阻抗 2x2当a。 时,Z=R,C与同相,电路发生 串联谐振,谐振角频率a。C’谐振频率=-1 2r√C 在 图17-1 图 17 电 图17-2 路 图17-3 中,若U为激励信号,U为响应信号,其幅频特性曲线如图17-22所示,在=f0时,A=1,UR=U,用0时, UR<U,呈带通特性。A=0.707,即UR=0.707所对应的两个频率fL和fh为下限频率和上限频率,一几为通 频带。通频带的宽窄与电阻R有关,不同电阻值的幅频特性曲线如图17-3所示 电路发生串联谐振时,Uk=U,UL=U=QU,Q称为品质因数,与电路的参数R、L、C有关。Q值越大,幅 频特性曲线越尖锐,通频带越窄,电路的选择性越好,在恒压源供电时,电路的品质因数、选择性与通频带只决定 于电路本身的参数,而与信号源无关。 在本实验中,用交流毫伏表测量不同频率下的电压U、UR、、Uc,绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲 线,并根据△f=f-f计算出通频带,根据Q==-,或Q= 计算出品质因数 f -fi 实验设备 1.信号源(含频率计)2.交流毫伏表 3.NEEL23或EEL-51、EEL-52或MEEL06 四.实验内容 按图17—4组成监视、测量电路,用交流毫伏表测电压,用示波器监视信 号源输出,令其输出幅值等于1V,并保持不变。 2.找出电路的谐振频率∫0,其方法是,将毫伏表接在R(51Ω)两端,令信 0033u= 号源的频率由小逐渐变大(注意要维持信号源的输出幅度不变),当U0的读数为 最大时,读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率f0,并测量Uc与UL之值 (注意及时更换毫伏表的量限)
实验七 R、L、C串联谐振电路的研究 一．实验目的 1．加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q值）、通频带的物理意义及其测定方 法； 2．学习用实验方法绘制R、L、C串联电路不同Q值下的幅频特性曲线； 3．熟练使用信号源、频率计和交流毫伏表。 二．原理说明 在 图 17—1 所 示 的 R 、 L 、 C 串 联 电 路 中 ， 电 路 复 阻 抗 ，当 时，Z＝R， 与 同相，电路发生 串联谐振，谐振角频率 ，谐振频率 。 在 图 17 － 1 电 路 中，若 为激励信号， 为响应信号，其幅频特性曲线如图17－22所示，在f＝f０时，A＝1，UR＝U，f≠f０时， UR＜U，呈带通特性。A＝0.707，即UR＝0.707U所对应的两个频率ｆL和ｆｈ为下限频率和上限频率，fH－fL为通 频带。通频带的宽窄与电阻R有关，不同电阻值的幅频特性曲线如图17－3所示。 电路发生串联谐振时，UR＝U，UL＝UC＝QU，Q称为品质因数，与电路的参数R、L、C有关。Ｑ值越大，幅 频特性曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好，在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定 于电路本身的参数，而与信号源无关。 在本实验中，用交流毫伏表测量不同频率下的电压U、UR、UL、UC，绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲 线，并根据 计算出通频带，根据 或 计算出品质因数, 三．实验设备 １．信号源（含频率计） ２．交流毫伏表 ３．NEEL—23或EEL－51、EEL－52或MEEL—06 四．实验内容 1．按图17—4组成监视、测量电路，用交流毫伏表测电压，用示波器监视信 号源输出，令其输出幅值等于1V，并保持不变。 2．找出电路的谐振频率f０，其方法是，将毫伏表接在R（51Ω）两端，令信 号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号源的输出幅度不变），当U0的读数为 最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率f０，并测量UＣ与UＬ之值 （注意及时更换毫伏表的量限）
3.在谐振点两侧,按频率递增或递减500z或1kHz,依次各取8个测量点,逐点测出Uo,UL,Uc之值,记 入数据表格 f(khz) UL(V Uc(V) fi=, fH, fH-fL- 值(R为1009),重复步骤2,3的测量过程 f(khz) Q=, f fH-f 五.实验注意事项 1.测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点,在改变频率时,应调整信号输出电压,使其维持在V 不变 2.在测量U1和Uc数值前,应将毫伏表的量限改大约十倍,而且在测量UL与UC时毫伏表的“+”端接电感与 电容的公共点4 六.预习与思考题 1.根据实验元件参数值,估算电路的谐振频率,自拟测量谐振频率的数据表格: 2.改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振,电路中R的数值是否影响谐振频率? 3.如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些? 4.电路发生串联谐振时,为什么输入电压u不能太大,如果信号源给出V的电压,电路谐振时,用交流毫伏 表测UL和UC,应该选择用多大的量限?为什么? 5.要提高R、L、C串联电路的品质因数,电路参数应如何改变? 七.实验报告要求 1.电路谐振时,比较输出电压UkR与输入电压U是否相等?UL和Uc是否相等?试分析原因 2.根据测量数据,绘出不同Q值的三条幅频特性曲线 URfO, Ul=fo, Uc=fo 3.计算出通频带与Q值,说明不同R值时对电路通频带与品质因素的影响 4.对两种不同的测O值的方法进行比较,分析误差原因: 5.回答思考题1、2、5 6.试总结串联谐振的特点
3．在谐振点两侧，按频率递增或递减500Hz或1kHz，依次各取8个测量点，逐点测出UＯ，UＬ，UＣ之值，记 入数据表格。 f (kHz) UO (V) UL (V) UC (V) f0= ,Q= , fL= , fH= , fH –fL= 4．改变电阻值（R为100Ω），重复步骤2，3的测量过程 f (kHz) UO (V) UL (V) UC (V) f0= ,Q= , fL= , fH= , fH –fL= 五．实验注意事项 1．测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点，在改变频率时，应调整信号输出电压，使其维持在1V 不变； 2．在测量UL和UC数值前，应将毫伏表的量限改大约十倍，而且在测量UL与UC时毫伏表的“＋”端接电感与 电容的公共点4。 六．预习与思考题 1．根据实验元件参数值，估算电路的谐振频率，自拟测量谐振频率的数据表格； 2．改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率？ 3．如何判别电路是否发生谐振？测试谐振点的方案有哪些？ 4．电路发生串联谐振时，为什么输入电压ｕ不能太大，如果信号源给出1V的电压，电路谐振时，用交流毫伏 表测UＬ和UＣ，应该选择用多大的量限？为什么？ 5．要提高R、L、C串联电路的品质因数，电路参数应如何改变？ 七．实验报告要求 1．电路谐振时，比较输出电压UR与输入电压U是否相等？UＬ和UＣ是否相等？试分析原因。 2．根据测量数据，绘出不同Ｑ值的三条幅频特性曲线： UR＝f (f), UＬ＝f (f), UＣ＝f (f) 3．计算出通频带与Q值，说明不同Ｒ值时对电路通频带与品质因素的影响； 4．对两种不同的测Q值的方法进行比较，分析误差原因； 5．回答思考题1、2、5； 6．试总结串联谐振的特点