电子科技大学电子工程 学院 标准实验报告 (实验)课程名称电子技术实验基础 电子科技大学教务处制表
电子科技大学 电子工程 学院 标 准 实 验 报 告 （实验）课程名称 电子技术实验基础 电子科技大学教务处制表
电子科披大学 实 验 报 告 学生姓名： 学号： 指导教师： 实验地点： 实验时间： 一、实验室名称：电子技术基础实验室 二、实验项目名称：RLC串联谐振电路 三、实验学时：2学时 四、实验原理： 1、RLC串联谐振电路的条件 含有电阻、电容和电感元件的单口网络，在某些工作频率上，出现端口电压和电流波形 相位相同的情况时，称电路发生谐振。 如图4-10-1所示RLC串联电路，电路的转移函数电压转移比为： R H(i@)= UR R+joL+-1 1+j0 loC R 因此，电路的谐振角频率和谐振频率分别为： 1 1 C 6-2πNC 2、RLC串联电路的谐振特性 (1)谐振时，LC串联回路的输入阻抗为纯电阻，激 图4-10-1 RLC申联电路 励电压与回路电流同相，电阻电压与电源电压相等且同相。 (2)谐振时，电感上的电压与电容上的电压幅值相等且反相（实际电路中，因电感有 串联等效电阻、电容有并联等效电阻，因此电感两端的电压略高于电容电压)，若品质因数 Q>1,则谐振时，电容、电感电压大于激励电压。 其中，品质因数：Q=,上=1=1区 R @RC RVC
电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名： 学 号： 指导教师： 实验地点： 实验时间： 一、实验室名称：电子技术基础实验室 二、实验项目名称：RLC 串联谐振电路 三、实验学时：2 学时 四、实验原理： 1、RLC 串联谐振电路的条件 含有电阻、电容和电感元件的单口网络，在某些工作频率上，出现端口电压和电流波形 相位相同的情况时，称电路发生谐振。 如图 4-10-1 所示 RLC 串联电路，电路的转移函数电压转移比为： 1 (j ) 1 1 j 1 j( ) j UR R H U L R L C R RC ω ω ω ω ω = = = ++ + − 因此，电路的谐振角频率和谐振频率分别为： 0 1 LC ω = 0 1 2 f π LC = 2、RLC 串联电路的谐振特性 （1）谐振时，RLC 串联回路的输入阻抗为纯电阻，激 励电压与回路电流同相，电阻电压与电源电压相等且同相。 （2）谐振时，电感上的电压与电容上的电压幅值相等且反相（实际电路中，因电感有 串联等效电阻、电容有并联等效电阻，因此电感两端的电压略高于电容电压），若品质因数 Q>1，则谐振时，电容、电感电压大于激励电压。 其中，品质因数： 0 0 L 1 1 L Q R RC R C ω ω = = = + - C R uo + - ui 图 4-10-1 RLC 串联电路 L
3、RLC串联谐振电路的频率特性 电路的网络函数电压转移比：HGo)= UB一 0 1 0L1 R+j@L+- 1+j( 带入Q=0L、1 将上式改为： R @RC HGj@) U Us 1+je( 0 1 其振幅为HGo)= V1+0(%- 000 由上式可知，当o=0和w=o时，HGo)=0:当o=o电路发生谐振时，HGo)=1 达到最大，该电路具有带通的滤波特性。可根据截止频率的定义求出带宽： 1 1 H(j)= v →Q(2-)=1 1+Q(0-2 00 000 求解得：=了-人= Q HGo川 说明带宽与品质因数成反比，Q越 1.0 大，带宽越窄，幅频特性越尖锐，对信0.707 0=0.5 号的选择性越好。如图4-10-2所示为不 Q=1 同Q值对应的频率特性曲线。 Q=2 0 0.0010.010.11 101001000 图410-2谐振电略的频率特性 五、实验目的： 1、进一步理解谐振电路的谐振特点。 2、掌握谐振频率、品质因数的测试方法。 3、掌握串联谐振电路的频率特性的测试方法。 六、实验内容： 1、谐振频率的测量 自选元件参数，搭建LC串联谐振实验电路，并测量出该电路的谐振频率
3、 RLC 串联谐振电路的频率特性 电路的网络函数电压转移比： 1 (j ) 1 1 j 1 j( ) j UR R H U L R L C R RC ω ω ω ω ω = = = ++ + − 带入 0 0 L 1 Q R RC ω ω = = ，将上式改为： 0 0 1 (j ) 1j( ) R S U H U Q ω ω ω ω ω = = + − 其振幅为 2 2 0 0 1 (j ) 1( ) H Q ω ω ω ω ω = + − 由上式可知，当 ω=0 和 ω=∞时， H(j ) 0 ω = ；当 ω=ω0电路发生谐振时， H(j ) 1 ω = 达到最大，该电路具有带通的滤波特性。可根据截止频率的定义求出带宽： 0 2 2 0 0 0 1 1 (j ) ( ) 1 2 1( ) H Q Q ω ω ω ω ω ω ω ω ω = = ⇒ − =± + − 求解得： 0f ff f Q ∆= − = + − 说明带宽与品质因数成反比，Q 越 大，带宽越窄，幅频特性越尖锐，对信 号的选择性越好。如图 4-10-2 所示为不 同 Q 值对应的频率特性曲线。 五、实验目的： 1、进一步理解谐振电路的谐振特点。 2、掌握谐振频率、品质因数的测试方法。 3、掌握串联谐振电路的频率特性的测试方法。 六、实验内容： 1、谐振频率的测量 自选元件参数，搭建 RLC 串联谐振实验电路，并测量出该电路的谐振频率 f0。 |H(jω)| 0.707 1.0 0.001 Q=0.5 Q=1 Q=2 0.01 0.1 1 10 100 1000 ω/ω0 O 图 4-10-2 谐振电路的频率特性
实验选择R=1K2,C=0.01uf,L=10mh,按照图410-1搭好电路。测出谐振频率 f=16.127KHz。 2、谐振电路幅频特性曲线的测量 确定出谐振频率6后，设定输入信号峰峰值电压为8v,参考表3-5-1所示的表格，测量 出谐振电路的输出电压峰峰值。 表1谐振电路幅颜特性的测量 颜率(KHz 0.1f -1 f-0.6 fr-0.4 f0-0.2 f+0.2 6+0.4 f+0.6 f+1 10f0 条件 Uopp 0.86y 7.1v 7.2y 7.2y 7.2w 7.3v 7.2y 7.2w 7.2y 7.1v 0.9y 七、实验器材（设备、元器件)： 1、函数发生器一台 2、晶体管毫伏表一台 3、双踪示波器一台 4、面包板一个、电容、电阻、电感若干 八、实验步骤： 按图4-10-1连接电路，完成表1的测试，分析结果。 九、实验数据及结果分析： 根据实验数据分析可得利用电阻电容电感串联构成谐振电路，测试所得的数据误差在允 许的范围内。 十、实验结论： 利用RLC可以构成谐振电路，达到实验目的。 十一、思考题 LC串联谐振频率如何确定？改变电路的哪些参数可使电路发生谐振？电阻的阻值是 否影响谐振频率？
实验选择 R=1KΩ，C=0.01uf，L=10mh，按照图 4-10-1 搭好电路。测出谐振频率 f0=16.127KHz。 2、谐振电路幅频特性曲线的测量 确定出谐振频率 f0后，设定输入信号峰峰值电压为 8v，参考表 3-5-1 所示的表格，测量 出谐振电路的输出电压峰峰值。 表 1 谐振电路幅频特性的测量 频率(KHz) 条件 0.1f0 f0-1 f0-0.6 f0-0.4 f0-0.2 f0 f0+0.2 f0+0.4 f0+0.6 f0+1 10f0 Uopp 0.86v 7.1v 7.2v 7.2v 7.2v 7.3v 7.2v 7.2v 7.2v 7.1v 0.9v 七、实验器材（设备、元器件）： 1、函数发生器一台 2、晶体管毫伏表一台 3、双踪示波器一台 4、面包板一个、电容、电阻、电感若干 八、实验步骤： 按图 4-10-1 连接电路，完成表 1 的测试，分析结果。 九、实验数据及结果分析： 根据实验数据分析可得利用电阻电容电感串联构成谐振电路，测试所得的数据误差在允 许的范围内。 十、实验结论： 利用 RLC 可以构成谐振电路，达到实验目的。 十一、思考题 RLC串联谐振频率如何确定？改变电路的哪些参数可使电路发生谐振？电阻的阻值是 否影响谐振频率？
答：串联谐振角频率，=√元 ,从公式中可知改变电阻大小不影响谐振频率，改变 电路中的电容和电感大小可以改变谐振频率值。 十二、总结及心得体会： 通过测试完成了实验，所得数据符合要求。 十三、对本实验过程及方法、手段的改进建议： 无 报告评分： 指导教师签字
答：串联谐振角频率 0 1 LC ω = ，从公式中可知改变电阻大小不影响谐振频率，改变 电路中的电容和电感大小可以改变谐振频率值。 十二、总结及心得体会： 通过测试完成了实验，所得数据符合要求。 十三、对本实验过程及方法、手段的改进建议： 无 报告评分： 指导教师签字：