RC网络频率特性和选频特性的研究

实验十一  RC网络频率特性和选频特性的研究 一、 实验目的 1． 研究RC串、并联电路及RC双T电路的频率特性； 2． 学会用交流毫伏表和示波器测定RC网络的幅频特性和相频特性； 3． 熟悉文氏电桥电路的结构特点及选频特性。 二、 原理说明 图11-1所示的RC串、并联电路的频率特性： 其中幅频特性为： 相频特性为： 幅频特性和相频特性曲线如图11-2所示，幅频特性呈带通特性。 当角频率 时， ， ， 与 同相，即电路发生谐振，谐振频率为 。也就是说，当信号频率为 时，RC串、并联电路的输出电压 与 输入电压同相，其大小是输入电压的三分之一，这一特性称为RC串、并联电路的选频特性，该电路又称为文氏电桥。 测量频率特性用‘逐点描绘法’，图11-3表明用交流毫伏表和双踪示波器测量RC网络频率特性的测试图，在图中， 测量幅频特性：保持信号源输出电压（即RC网络输入电压） 恒定，改变频率 ，用交流毫伏表监视 ，并测量对应的 网络输出电压 ，计算出他们的比值 ，然后逐点描绘出幅频特性； 测量相频特性：保持信号源输出电压（即RC网络输入电压） 恒定，改变频率 ，用交流毫伏表监视 ，用双踪示波器观察 与 波形，如图11-4所示，若两个波形的延时为 ，周期为 ，则它们的相位差 ，然后逐点描绘出相频特性。 用同样的可以测量RC双 电路的幅频特性，RC双 电路见图11-5，其幅频特性具有带阻特性，如图11-6所示。 三、 实验设备 1． 信号源（含频率计） 2． 交流毫伏表 3． 双踪示波器 4． EEL-33组件（含RC网络）或EEL-53组件 四、 实验内容 1． 测量RC串、并联电路的幅频特性 实验电路如图11-3所示，其中，RC网络的参数选择为： , (在EEL-33组件上)，信号源输出正弦波电压作为电路的输入电压 ，调节信号源输出电压幅值，使 。 改变信号源正弦波输出电压的频率 （由频率计读得），并保持 不变（用交流毫伏表监视），测量输出电压 ，（可先测量 时的频率 ，然后再在 左右选几个频率点，测量），将数据记入表11-1中。 在图11-3的RC网络中，选取另一组参数： ， ，重复上述测量， 将数据记入表11-1中。 表11-1  幅频特性数据                                                                                               2． 测量RC串、并联电路的相频特性 实验电路如图11-3所示，按实验原理中测量相频特性的说明，试验步骤同实验1，将实验数据记入表11-2中。 3． 测定RC双T电路的幅频特性 实验电路如图11-3所示，其中RC网络按图11-5连接（在EEL-33组件上），试验步骤同实验1，将实验数据记入兹尼的数据表中。                                                                                                                                                                       五、 实验注意事项 1．由于信号源内阻的影响，注意在调节输出电压频率时，应同时调节输出电压大小，使实验电路的输入电压保持不变。 六、 预习与思考题 1． 根据电路参数，估算RC串、并联电路两参数时的谐振频率。 2． 推导RC串、并联电路的幅频、相频特性的数学表达式。 3． 什么是RC串、并联电路的选频特性？当频率等于谐振频率时，电路的输出、输入有何关系？ 4． 是定性分析RC双T电路的幅频特性。 七、 实验要求 1． 根据表11-1和表11-2实验数据，绘制RC串、并联电路的两组幅频特性和相频特性曲线，找出谐振频率和幅频特性的最大值，并与理论计算值比较。 2． 设计一个谐振频率为文氏电桥电路，说明它的选频特性。 根据实验3的试验数据，绘制RC双T电路的幅频特性，并说明幅频特性的特点。