实验六R、L、C串联谐振电路的研究 一、实验目的 及其测定方法。 二、原理说明 1.在图6-1所示的R、L、C串联电路中，当正弦交流信号源的频率「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。取电阻R上的电压山。作为响应，当输 入电压山的幅值维持不变时，在不同频率的信号激励下，测出U0之值，然后以「为横坐 标，以Uo心，为纵坐标（因U,不变，故也可直接以U为纵坐标），绘出光滑的曲线，此即 为幅频特性曲线，亦称诰振曲线，如图62所示。 fifo五 图61 图6-2 2在仁6一2元处，即幅级特性鱼线尖峰所在的颜率点称为诸报纸事。此时X Xc,电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压U,为定值时，电路中的电流达到 最大值，且与输入电压山同相位。从理论上讲，此时U,=U取=Uo,U=U,=QU,式中的 Q称为电路的品质因数。 3.电路品质因数Q值的两种测量方法 一是根据公式0==测定，Uc与U分别为谐振时电容器C和电感线圈L上 0。 U Q值.式中6为谐振频率，6和（是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的1/√2(=
15 实验六 R、L、C 串联谐振电路的研究 一、实验目的 1. 学习用实验方法绘制 R、L、C 串联电路的幅频特性曲线。 2. 加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路 Q 值）的物理意义 及其测定方法。 二、原理说明 1. 在图 6-1 所示的 R、L、C 串联电路中，当正弦交流信号源的频率 f 改变时，电路中 的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随 f 而变。 取电阻 R 上的电压 uo 作为响应，当输 入电压 ui 的幅值维持不变时， 在不同频率的信号激励下，测出 UO之值，然后以 f 为横坐 标，以 UO/Ui 为纵坐标（因 Ui 不变，故也可直接以 UO 为纵坐标），绘出光滑的曲线，此即 为幅频特性曲线，亦称谐振曲线，如图 6-2 所示。 图 6-2 2. 在 f＝f0＝ 2 LC 1 处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时 XL ＝Xc，电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压 Ui为定值时，电路中的电流达到 最大值，且与输入电压 ui 同相位。从理论上讲，此时 Ui＝UR＝UO，UL＝Uc＝QUi，式中的 Q 称为电路的品质因数。 3. 电路品质因数 Q 值的两种测量方法 一是根据公式 Q＝ o C o L U U U U 测定，UC与 UL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△f＝f2－f1，再根据 Q＝ 2 1 f f fO 求出 Q 值。式中 f0 为谐振频率，f2 和 f1 是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的 1/ 2 (＝ U max 0 2 U max 0 U0 ff1 Ff0Ff2 图 6-1 R C uo L ui
0.707)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、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无 关。 三、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 函数信号发生器 1 2 交流毫伏表 0~600V 1 3 双踪示波器 1 自备 4 频率计 R=200,1KQ 5 诰振电路实验电路板 m.IuF, DGJ-03 四、实验内容 1、按图6-3组成监视、测量电路。先选用C1、R1。用交流毫伏表测电压。令信号源输 出电压U=3V,并保持不变。 函数信号 [交流毫伏表 Uo 发生器 示波器 图6-3 2.找出电路的谐振频率，其方法是，将毫伏表接在R(200?)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U0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U与U1之值（注意及时更换毫伏表的量限）， 3.在诺振点两测，按频率递增或递减500Hz或1KHz,依次各取8个测量点，逐点测出 Uo,UL,Uc之值，记入数据表格 fKHz) Uo(V) UL(V) Ud(V) U=3yC-0.1 R=2000, 0=
16 0.707)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、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无 关。 三、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 函数信号发生器 1 2 交流毫伏表 0～600V 1 3 双踪示波器 1 自备 4 频率计 1 5 谐振电路实验电路板 R=200Ω，1KΩ C=0.01μF，0.1μF， L=约 30mH DGJ-03 四、实验内容 1、按图 6-3 组成监视、测量电路。先选用 C1、R1。用交流毫伏表测电压。令信号源输 出电压 Ui=3V，并保持不变。 图 6-3 2. 找出电路的谐振频率 f0，其方法是，将毫伏表接在 R(200Ω)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 Uo 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 f0，并测量 UC 与 UL之值（注意及时更换毫伏表的量限）。 3. 在谐振点两侧，按频率递增或递减 500Hz 或 1KHz，依次各取 8 个测量点，逐点测出 UO，UL，UC之值，记入数据表格。 f(KHz) UO(V) UL(V) UC(V) Ui=3V, C=0.1μF, R=200Ω, fo= , f2-f1= , Q= ii N1 C L R O N2 u u N N 1 2 或 +