RLC振荡电路谐振频率报告.docxVIP

RLC振荡电路 实验目的 自主设计并搭建RLC振荡电路，计算得到理论的谐振频率，并通过Multisim仿真模拟和实际测量获得数据，与之对比分析。 电路原理图 元件参数：R=194.62Ω，C=1.078nF，L=230μH，电源电压振幅Um=5V. 理论计算 由正弦稳态分析中的相量法，有： ； 其中： ，； 因此可得电阻R两端电压的幅频特性曲线与相频特性曲线方程： …………………………………………（1） …………………………………………（2） 可以发现，最大（同时相位差）时，为谐振角频率，即 ， ， ∴谐振频率， 代入元件参数值可得理论值.  Multisim仿真模拟 电路原理图 幅频特性曲线 相频特性曲线 由曲线可知仿真结果谐振频率.  实际测量 电路原理图 数据记录特性曲线 数据记录表格： 频率/kHz 100 200 250 275 290 300 305 310 路端电压/V 5.04 4.8 4.56 4.24 4.24 4.24 4.24 4.24 电阻电压/V 0.704 1.88 2.88 3.36 3.64 3.68 3.68 3.66 0.139683 0.391667 0.631579 0.792453 0.858491 0.867925 0.867925 0.863208 时间差/ns 2300 900 500 250 90 20 -30 -60 相位差/° 82.8 64.8 45 24.75 9.396 2.16 -3.294 -6.696  （续表） 频率/kHz 319 325 335 342 350 400 450 500 路端电压/V 4.24 4.24 4.24 4.32 4.4 4.56 4.72 4.88 电阻电压/V 3.64 3.56 3.4 3.36 3.24 2.6 2.04 1.72 0.858491 0.839623 0.801887 0.777778 0.736364 0.570175 0.432203 0.352459 时间差/ns -130 -160 -220 -250 -310 -380 -400 -450 相位差/° -14.9292 -18.72 -26.532 -30.78 -39.06 -54.72 -64.8 -81 特性曲线 由图中最高两点可知，谐振频率约为302.5kHz； 由图可知，谐振频率约为301.980kHz； 因此，实际谐振频率约为.  现象分析 由电感和电容的阻抗特性可知，在电源频率较低时，电感的感抗较小，而电容容抗很大，因此电容两端电压幅值很大，电阻和电感两端的电压很小；而电源频率较大时，电感感抗很大，电容容抗很小，电感两端电压幅值就很大，而电容和电阻两端电压很小。因此，在电源频率从低频逐渐上升到高频的过程中，电容电压幅值逐渐减小，电感电压幅值逐渐增大，所以电阻电压会先增大再减小，在中频段出现一个峰值，此时电容和电感产生的相位差也减小为0，该峰值点对应的频率即谐振频率。  误差分析 Multisim仿真模拟结果相对理论值的误差为： ； 实际测量结果相对理论值的误差为： ； 可见实际测量结果相对理论值的偏差较大。 Multisim仿真模拟误差产生原因： 坐标轴刻度不够细，无法给出更精确的值。 实验产生误差可能的原因： 元件参数与实际值之间有偏差导致结果偏离理论值； 电源内阻的影响； 电压测量不够准确； 本实验使用的电源为函数发生器，其产生的电压信号振幅与频率也可能有一定误差。