第十二章网络函数和频率特性.ppt

三、电路实验设计 利用RC选频网络和运算放大器可以构成一个产生正弦波形的振荡电路，下面举例说明。 例12－10试用图12－25(a)表示RC选频网络和运算放大器构成一个正弦波振荡器。 图12－25 解：图(a)所示RC网络的转移电压比与图12-12(a)电路完全相同，它具有带通滤波特性。在图(a)输入端外加频率为 ?=?0=1/RC 的正弦电压信号u1(t)=U1mcos?0t时，输出信号u2=(1/3)u1，为最大值。若在其输出端连接一个电压放大倍数为3的同相放大器[见图12-26(a)]，输出电压u0=3u2=u1与输入电压完全相同。此时可将输出电压 反馈回网络输入端(其方法是将ab两点相连)，代替外加输入信号而不会影响输出电压的波形。 这表明该电路可构成一个正弦波振荡器，其振荡频率仅由RC参数确定，易于调整。由于RC选频网络对其它频率成分的衰减较大，不会形成振荡，所产生的正弦波形较好，该电路已为许多低频信号发生器采用。图12－26(b)是RC选频振荡器的电原理图，在实验室按图接线，接通电源。调整电阻R1使运放的放大倍数等于3时，在输出端即可观察到正弦振荡波形。若采用C=0.1?F的电容器，R=R1=1k?, Rf=2k?左右的电阻器，用示波器可以观测到频率为 左右的正弦振荡波形。 下面是用示波器观测RC振荡器的振荡波形。 下面是用示波器观测RC振荡器的振荡波形。 在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。 高频Q表是一种利用串联谐振电路特性来测量线圈电感和品质因数的仪器。我们可以用它来测量图12－26(a)所示线圈电路模型的各种参数，例如根据RLC串联电路谐振频率的公式(12－26)，在已知谐振频率f=795kHz和电容C=80pF的情况下，用下面的公式计算可以得到线圈的电感值为 下面介绍测量线圈分布电容的一种实验方法。 例12－12图12－26(a)表示电感线圈的电路模型，试用高频Q表测量线圈的分布电容。 图12－27 解 图12－26 (b)表示高频Q表测量线圈参数的电原理图，高频Q表有一个标准高频电压信号发生器，其输出电阻非常低，还有一个标准可变电容器。 图12－26 当电路发生谐振时，电容电压uC达到最大值，可以读出电容的数值。当线圈品质因数Q1时，ω0LR，可以忽略电阻的作用，此时电路的谐振频率公式为 我们可以采用两倍频率法来测量线圈分布电容C0，具体步骤是 1 选择某一频率f，调整可变电容使电路发生谐振，记下此时的电容值C1，它满足以下关系 2 将频率增加一倍，调整可变电容使电路再次发生谐振，记下此时的电容值C2，它满足以下关系 根据以上两个式可以得到以下方程 此式表明，根据两次电路谐振时测量得到的电容值C1和C2，可以计算分布电容的数值。例如测量得到某个电感线圈的C1=324pF和C2=69pF，则分布电容C0等于 用实验方法来测量线圈电路模型参数的具体实验过程，请观看教材光盘中的《高频Q表》和《线圈的电路模型》实验录像。 求解方程得到计算分布电容C0的公式 在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。 根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。 ? 名 称 时间 ? 名 称 时间 1 RC低通滤波电路 1:59 2 RC高通滤波电路 2:02 3 RC滤波电路 3:49 4 RL滤波电路 2:48 5 二阶RC滤波电路 3:13 6 带阻滤波电路实验 2:51 7 RC带阻滤波电路 3:43 8 RC选频振荡器 3:08 9 整流波形的滤波 2:01 10 RC低通滤波实验 2:45 11 半波整流和滤波 2:31 12 全波整流和滤波 3:12 13 谐振电路谐振频率的测量 2:51 14 谐振电路品质因素的测量 2:52 15 串联谐振电路实验 5:50 16 高频Q表 3:19 17 高频Q表测电感 3:00 18 高频Q表测电容 3:23 19 线圈的电路模型 2:56 20 谐振电路的频率特性曲线 3:36 21 同轴电缆特性阻抗的测量 4:36 ? ? ? 摘 要 1．正弦稳态网络函数的定义为 网络函数反映网络本身特性，与激励电压或电流无关。已知网络函数，给定任意正弦输入，输出正弦波为 2．一般来说，动态电路网络函数的振幅和相位是频率ω的函数。工程上常采用对数坐标来绘制幅频和相频特性曲线(波特图)。这些曲线直观地反映出网络对不同频率正弦信号呈现的不同特性。利用这些曲线可设计出各种频率滤波器和移相器。 3． RC和RL电路可实现低通、高