《RLC电路的稳态特性研究》实验内容
1、根据给出的USPP=1.00V、R=10Ω或51Ω、L=10mH、C=0.01μF数值,计算
f0 = ,URPP0= ,IPP0= , UC0= , Q= , (实验前预习做好); 2、根测量电路原理图,搭接测量电路(要求8分钟搭接完);
3、幅频特性测定
测量有关数据,记录于下表
表一 幅频特性测量 USPP=1.00V,R=10Ω,L=10mH,C=0.01μF f /KHz URPP/mV I/mA Z?USI f1 f0 URPP0 f2 0.707URPP0 0.707URPP0 (1)、连接好电路,把信号源输出档位选择旋钮置于10KHZ~100KHZ正弦档位,打开信号源电源和示波器开关,调节示波器,以显示稳定的信号源和UR上波形,按下示波器的MEASURE→信号选择CH1→电压测量→多功能旋钮→峰峰值→再按下电压测量后,在示波器显示屏下方显示信号源输出正弦电压峰峰值,调信号源输出幅值使uPP?1??1.00V,并保持不变(用示波器CH1通道监测)
(2),按下示波器的MEASURE→信号选择CH2→电压测量→多功能旋钮→峰峰值→再按下电压测量后,在示波器显示屏下方电阻R两端正弦电压峰峰值 uPP?2??###,并保持不变(用示波器CH1通道监测),(3)、调节输入信号频率(根据预习时计算的谐振频率理论计算值做参考来调节电路谐振),使,记录这时的谐振频率值f0,再测量谐振频率值下的uPP?2??###达到最大(用示波器CH2通道观测)URPP0值;
(4)根据上面测出的URPP0值,计算0.707 URPP0的值,调节输入信号频率,使uPP?2??0.707URPP,找出相应的通频带的下限频率f1和上限频率f2值,记录下来;
(5)调节输入信号频率,再接着测量谐振频率值f0两旁其它不同频率值下(间隔?f?1kHZ)的URPP值。至少个5个点。
(6)根据I?uR/R分别算出各频率值下相应的I值填入上表;(课后完成) (7)根据Z?US分别算出各频率值下相应的Z值填入上表;(课后完成) I● 注意:① f 取不同值时要保持示波器观测的USPP=1.00V不变;②URPP也可以用示波器的“间距测量法”或“光标测量法”测量。用光标法测量时,注意光标线1(较粗)和光标线2(较细)的区别,光标法给出的ΔU和Δt值是光标线2对光标线1所处位置的差值,否则会搞错正负。 4、相频特性测定
测量有关数据,记录于下表
表二 相频特性测量 USPP=1.00V,R=10Ω,L=10mH,C=0.01μF f /KHz φ f0 (1) 测试电路同幅频特性测量电路,
(2) 测量前,先把两通道的波形图调到适中;在下面的测试中随时调节保持波形图适中. (3)、按下示波器的MEASURE→信号选择CH2→时间测量→多功能旋钮→相位→再按下时间测量后,在示波器屏下方显示,如pha?A??56,即为两通道正弦信号的相位差。照此方法,调节信号源频率,使相位差每间隔???10,记录一次频率和对应的相位差
00
5、(选做)电阻R和电容C互换插入位置,调节输入信号频率为谐振频率,测量这时电容两端电压UCPP0;
四、数据记录和数据处理:
数据处理要求:重新列表并按要求计算出相应物理量,记入表中。
1)用Excel或其它软件作RLC串联电路的幅频特性I~f、相频特性?~f和阻抗特性Z`~f根据绘制的I ~ f图线,找出谐振频率f0、通频带Δf 、电路品质因数Q等值,并与理论计算值比较,若有偏差请分析偏差的原因。(其中f0、Δf= f2-f1从I ~ f图线直接找出,Q则要从Q与f0和Δf的关系式算出);(课后完成)
2),根据幅频特性求出电路的谐振频率f0测,与理论值f0?12?LC进行比较,求误差;同时
2?f0L),比较两者,R根据幅频特性图求Q测值,并由L、C的参数值计算电路Q的理论值(Q0?求误差。
3)、写出完整的实验报告(课后完成)
下面是对测量数据作图处理用Excel描出的幅频特性图线和相频特性图线(仅作参考)
Φ/度806040200-20-40-60-80-10012.00013.00014.00015.00016.00017.00018.00019.00020.00021.000Φ~f图线f/khz
由URPP ~ f图线可得出: f0 =16.7 KHz URPP0=79.0 mV 0.707 URPP0=55.85 mV f 10.707 =15.5KHz f 20.707 =18.0KHz ?f?f20.707?f10.707?2.5KHz
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