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RLC串联谐振电路的实验研究

一、摘要：

从RLC串联谐振电路的方程分析出发，推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因

数和输入阻抗，并且基于Multisim仿真软件创建RLC串联谐振电路，利用其虚拟仪表和仿

真分析，分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。其结果表明了仿真与理论分析的

一致性，为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。

二、关键词：RLC；串联；谐振电路；

三、引言谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。通常，谐振电路由电容、电

感和电阻组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路

等。

由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。比如，串联

谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应

用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的

信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。所

以研究串联谐振有重要的意义。

在含有电感L、电容C和电阻R的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下

响应随频率变化的情况，即频率特性。Multisim仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分

析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用，其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、

直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员

提供了一种可靠的分析方法，同时也缩短了产品的研发时间。

四、正文

（）实验目的：

1

1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。

2.掌握谐振频率的测量方法。

3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。

4.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。

（2）实验原理：

RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐

振。

ωωω

该电路的阻抗是电源角频率的函数：Z=R+j（L-1/C）

ωωω

当L-1/C=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。谐振角频率

0

π

=1/LC，谐振频率f=1/2LC。

0

ω

谐振频率仅与原件L、C的数值有关，而与电阻R和激励电源的角频率无关，当

ωωφωωφ

时，电路呈容性，阻抗角0；当时，电路呈感性，阻抗角0。1、电路处

00

于谐振状态时的特性。

（1）、回路阻抗Z=R,|Z|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。

00

（2）、回路电流I的数值最大，I=U/R