实验8：RLC-串联谐振电路.doc

实验八 RLC 串联谐振电路 一、实验目的 1、学会用实验方法测定R、L、C串联谐振电路的幅频特性曲线。 2、加深理解电路发生谐振条件、特点、掌握电路品质因数的物理意义及其测量方法。 二、实验原理 1、在图8.1所示的R、L、C串联电路中，当正弦交流信号的频率改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随而变。取电路电流作为响应，当输入电压维持不变时，不同信号频率的激励下，测出电阻两端电压之值，则,然后以为横坐标，以为纵坐标，绘出光滑的曲线，此即为幅频特性，亦称电流谐振曲线，如图8.2所示。 图8.1 图8.2 2、在处（），即幅频特性曲线尖峰所在的频率点，称该频率为谐振频率，此时电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小，在输入电压为定值时，电路中电流达到最大值，且与输入电压同相位，从理论上讲，此时,式中的Q称为电路的品质因数。 3、电路的品质因数Q值的两种测量方法： 一般根据公式测量：测定，与分别为谐振时电容器C和电感线圈L上的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度。再根据，求出Q值，式中为谐振频率，和 是失谐时，幅度下降到最大值的倍时的上、下频率点。 Q值越大，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，选择性与同频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。 三、实验仪器 RXDI-1电路实验箱,双踪示波器，交流毫伏表（XSD-1）,频率计（XC3340）。 四、实验内容与步骤 按图8.3电路接线，取,调节信号源输出电压为1V正弦信号并在整个实验过程中保持不变。 图8.3 找出电路的谐振频率，其方法是将交流毫伏表跨接在电阻两端，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，并测量、、之值（注意及时更换毫伏表的量限），记入表格中。 表8.1 0.5 1.5 在谐振点两侧，应先测出下限频率和上限频率及相对应的值，然后再逐点测出不同频率下值，记入表格中 表8.2 0.51 1.5 五、实验注意事项 测试频率点时选择靠近谐振频率附近多取几个点，在变换频率测试时，应调整信号输出幅度，使其维护在1V输出不变。 在测量和数值前，应及时更换毫伏表的量限，而且在测量和时，毫伏表的“+”端接C与L的公共点，接地端分别触及L和C的近地端和。 六、实验报告 1、根据测量数据，绘出不同值时两条副频率特性曲线。 2、计算出通频率带和值，说明不同R值时对电路通频率带与品质因数的影响。 3、对两种不同的测Q值的方法进行比较，分析误差原因。 4、通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性。 附录：电子示波器面板旋扭和开关的作用使用说明： 示波器种类不同，旋扭开关的数目以及在面板上的位置和称呼也不全相同，但大体上可以分为主机、Y通道、X通道三部分。 （1）主机部分： ①“电源”开关： 用来接通或切断电源，接通电源时指示灯亮。 ②“辉度”旋扭： 用来控制荧光屏上显示波形的亮度。 ③“聚焦”旋扭： 调节荧光屏上光点或波形的清晰度。 ④“辅助聚焦”旋扭： 作用与聚焦旋扭相同，通常二者配合调节。 ⑤“标尺亮度”旋扭： 调节荧光屏坐标刻度线的亮度。 （2）Y通道 ①“Y轴移位”旋扭; 调节荧光屏上Y轴输入信号的光迹在垂直方向的位置。 ②“Y轴灵敏度”（V/div）开关； 调节荧光屏上Y通道输入信号的显示幅度。 ③“Y轴输入耦合选择”开关（DC-⊥-AC）: 选择被测信号接至输入端的耦合方式。 “DC”位置： 测量直流以及含直流分量的各交流量。 “⊥”： 放大器的输入端被短接，不显示输入信号波形。 “AC”位置： 测量输入信号中的交流分量。 ④“显示方式”开关: 用以转换、两个通道工作状态的开关。它具有五个作用位置：“交替”、“”、“”、“”、“”与“断续”。 （3）X通道 ①“X轴移位”旋扭: 调节荧光屏上光迹在X轴方向的位置。 ②“X轴灵敏度”（t/div）开关； 调节荧光屏上X通道输入信号的显示幅度。 ③“扫描频率微调”旋扭： 调节扫描信号的频率。 ④“扫描速度微调”旋扭: 用以连续改变扫描速度的细调装置。 ⑤“触发源选择“开关: 用于选择“内”、“外”触发信号源。 ⑥“‘+’、‘-’触发极性选择”开关: 用于选择被测信号波形的