RC网络频率特性和选频特性的研究(综合实验)

大学电路原理实验

RC网络频率特性和选频特性的研究(综合实验)

一、 实验目的

1．学会已知电路性能参数的情况下设计电路（元器件）参数；

2．用仿真软件Mutualism研究RC串、并联电路及RC双T电路的频率特性； 3．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； 4．理解和掌握低通、高通、带通和带阻网络的特性 5．熟悉文氏电桥电路的结构特点及选频特性。 二、实验设备

（记录所用设备的名称型号编号）

三、实验原理

电路的频域特性反映了电路对于不同的频率输入时，其正弦稳态响应的性质，一般用电路的网络函数H(j )表示。当电路的网络函数为输出电压与输入电压之比时，又称为电压传输特性。即：

U

H j 2

U1

1．低通电路

U 2

图4.3.1 低通滤波电路图4.3.2 低通滤波电路幅频特性 ，输出为U 时，构成的是低通滤波简单的RC滤波电路如图4.3.1所示。当输入为U12

电路。因为：

U2

所以：

U11

1j C1 j RCR

j C

U1

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U1

H j 2 H j

U11 j RC

H j

H(j )是幅频特性，低通电路的幅频特性如图4.3.2所示，在

RC时，

降低到0.707U 时的角频率称为截，即U 0.707，通常UH(j ) 0.707

2

1

2

1

止频率，记为 0。

2．高通电路

图4.3.3是高通滤波RC电路。

2

图4.3.3 高通滤波电路 图4.3.4 高通滤波电路的幅频特性

U2

所以：

U1 1

R j C

R

j RC U1

1 j RC

Uj RC

H j 2 H j

U11 jRC

其中H(j )传输特性的幅频特性。电路的截止频率 0 RC

高通电路的幅频特性如4.3.4所示 当 0时，即低频时

H j RC 1

当 0时，即高频时，

H j

1。

3．研究RC串、并联电路及RC双T电路的频率特性；

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4．文氏电桥电路的结构特点及选频特性。

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四、实验方法

测量频率特性用“逐点描绘法”，图4.3.5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：

图4.3.5 测量方法 图4.3.6 测量相频特性方法

测量幅频特性：保持信号源输出电压（即RC网络输入电压）Ui恒定，改变频率f，用交流毫伏表监视Ui，并测量对应的RC网络输出电压U0，计算出它们的比值A U0i，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）Ui恒定，改变频率f，，用交流毫伏表监视Ui，用双踪示波器观察U0和Ui波形，如图4.3.6所示，若两个波形的延时

t，周期为T，则它们的相位差 3600 t，，然后逐点描绘出相频特性。

五、实验步骤及内容

1．用“逐点描绘法”测量低通滤波和高通滤波的幅频特性和相频特性。画出具体实验线路，自拟表格，并记录有关数据。电路的截止频率f0（按学号的最后两位数为你设计的移相电路的工作频率kHz，如某同学的学号为200810501052，其工作频率为52kHz）

2．自行设计“方氏电桥”（带通滤波电路）和RC双T电路（带阻滤波电路）电路，画出电路图，并推导实验原理。测量幅频特性和相频特性，自拟表格，并记录有关数据。

3．设计计算元件值、确定元件，搭接线路、安装及测试输出电压的有效值及相对输入电压的相移范围是否满足设计要求。

当用信号发生器给移相器提供信号源，用示波器测试输出电压与输入的相位差及有效值时，如何设计测试电路，才能使示波器的输入端与信号源的输出端及被测电路有公共接地点，进行正常测试。 六、实验报告要求

1．写出主要设计计算过程。

2．将对制作的移相器测试结果与设计计算结果加以比较，计算误差，分析产生误差的

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原因。

3．简述对本实验的认识与体会（包括结果分析）。 格式如下：

第1章 方案设计与论证

包含方案的比较，方案的正确性以及方案的优良性。

方案比较：有明确的比较——实现的方案至少两个以上，说明。 正确性：设计的方案和电路要求正确合理。

优良程度：方案优秀，或有特色。并且对各方案有较充分的

在方案比较中，提出的方案只需用框图(即功能模块级)，并说明每一个方案所具有的特点，即方案具有的优点和缺点，然后说明本设计所采用的方案，以及为什么采用此方案。

设计的正确性和优良程度主要是对采用的方案进行评估。 在原理框图的基础上，应进行单元电路设计、说明。将单元电路原理图剪贴到相应部分。

第2章 理论计算

理论计算要求完整、淮确。对方案论证与设计中的单元电路进行必要的分析计算。标明每个元器件的参数指标（如电阻必须标明阻值及功率、电容必须标明容量及耐压）、选择依据，以及能否达到指标的评估。

对于定量测量系统，需要进行误差分配及误差分析，确保电路能达到设计指标要求。

第3章 电路图

电路图要保证完整性，即系统中各部分电路完整。电路图要规范、清晰、工整、合乎标准，最好用电路CAD软件绘制。撰写报告时，第1章～第3章相关部分也可合起来写，至少单元电路图应插入到相关说明部分，最后还需附上一张或多张电路图构成的总图。比较好的方法是方案分析与选择为一章，具体实现的各模块单元电路说明、分析与计算为一章，相应图表贴于合适位置，最后附上总图。

第4章 调试、测试方法与数据

（1）调试方法：列出调试什么项目、怎么调。必要时，应画出仪器仪表连接图，指明测试条件，即测试选择原则。

（2）测试方法：列出测什么项目、怎么测。必要时，应画出仪器仪表连接图，指明测试条件，即测试选择原则。

（3）列出所用的测试仪器名称、型号规则、厂家名称(若可能的话)。正确选择测试仪器是保证能得到可靠的测试结果的条件之一。

（4）测试数据：根据测试方法及测试项目进行测试，列表(必要时)记录测试结果。 测试数据力求反映整个工作范围。

第5章 结果分析

根据设计要求及实际测量分析结果后的结论不可少。并做出相应的结论。必要时可列表进行，分析结果分析应包含对《设计报告》的评估、存在问题、产生问题的原因及解决办法。 七、设计、实验步骤的建议

1．建议采用RC串并联电路（单学号做）及RC双T电路（双学号做）。 2．建议电阻R值选用2kΩ（4kΩ、10kΩ），确定电容取值范围。 3．确定测试线路图

4．确定测试仪器及安装移相器所需器材。 5．安装与测试。

6．分析测试结果是否符合要求，若不符合，确定修正设计计算，或调整电路，重新测试，直至符合为止。

7．写出综合实验报告。 八、验收要求

每人一台设备。当场演示给老师看当场将原始资料传给老师。上交文件夹（仿真原文件、存放于word文档中的仿真电路及仿真测量截图）命名要求：移相电路设计-姓名-学号（后两位数）

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实验参考：

§3-5 选频网络特性测试

一、实验目的

1.熟悉文氏电桥电路和RC双T电路的结构特点及其应用。

2.学会用交流毫 …… 此处隐藏：2814字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……