串联谐振电路实验报告Word文档格式.docx
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f0=
,谐振频率仅与元件L、C的数值有关,而与电阻R和激励电源的角频率w无关
2、电路的品质因素Q和通频带B
电路发生谐振是,电感上的电压(或电容上的电压)与激励电压之比称为电路的品质因素Q,即
定义回路电流下降到峰值在0.707时所对应的频率为截止频率,介于两截止频率间的频率范围为通带,即
3、谐振曲线
电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性,他们随频率变化的曲线称频率特性曲线,也称谐振曲线
4、实验仪器:
(1)计算机
(2)通路电路板一块
(3)低频信号发生器一台
(4)交流毫伏表一台
(5)双踪示波器一台
(6)万用表一只
(7)可变电阻
(8)电阻、电感、电容若干(电阻100Ω,电感10mH、4.7mH,电容100nF)
三、实验内容
1.Multisim仿真
(1)创建电路:
从元器件库中选择可变电阻、电容、电感创建如图2.6.2电路.
2.6.2Multisim串联谐振
(2)当电阻R=100,200,300欧时,用Multisim软件仿真串联谐振电路的谐振曲线,在同一张图中画出谐振曲线,说明R对Q值、带宽的影响。
2.6.3不同Q值值电流的频率特性曲线
(蓝线为300Ω,绿线为200Ω,红线为100Ω)
将2.6.3放大后:
通过上图,我们可以看到,随着电阻R的减小,品质因素Q在增大,曲线尖峰值越险峻,其选择性就越好。
但是电路通过的信号频带越窄,即通频带宽越窄。
(3)利用谐振的特点设计选频网络,在串联谐振电路(R=100ΩL=4.7mHC=100nF)上输入频率为3.5kHz、占空比为30%、脉冲幅度为5V的方波电压信号,用Multisim软件测试谐振电路输入信号和输出信号(电阻上电压)的频谱、测试输入信号和输出信号波形,说明输入和输出信号的波形和频谱是如何变化的,为什么?
设置仿真电路图如上,输入信号的频谱由对节点1的傅里叶分析得到;
输出信号的频谱由对节点3进行傅里叶分析得到。
输入信号:
输出信号:
由输入信号和输出信号的频谱可知,输出信号已经出现223.488%的失真,失真已经较大。
输入信号与输出信号波形图:
从波形图可以更直观的看出,输入的方波已经出现了很大的失真。
2.测量元件值(阻值、电感及电感的直流电阻),计算电路谐振频率和品质因数Q和-3dB带宽的理论值。
R阻值和L电感的直流阻值之和(Ω)
C电容(nF)
L电感(mH)
100
94
4.7
理论值计算:
电路谐振频率:
kHz
品质因素:
-3dB带宽:
3.在电路板上根据下图2.6.1焊接电路,信号电压有效值设置为1V。
设置有效值为1V:
将信号发生器与交流毫伏表对接,调节信号发生器AMPL键,注意观测交流毫伏表的电压值。
当信号发生器的峰峰值为1.4V时,交流毫伏表的有效值为1V(如下图)。
所以将交流毫伏表的峰峰值固定在1.4V。
4.用两种不同方法测量电路的f0值。
(1)维持信号源的输出幅度不变,令信号源的频率由小逐渐变大,测量R两端的电压UR,当UR的读书为最大为710mV时,读得的频率值即为电路的谐振频率f0=7.57kHz
(2)根据电路发生谐振时,输入信号和电阻电压相位一致的特性,将这两路信号分别接入示波器的两个通道,并把示波器设定在X-Y模式。
调节输入信号发生器的信号频率,可以在示波器上看到一个急剧变化的椭圆,当椭圆变成一条直线时,此时电路发生了谐振,输入信号的频率就是谐振频率
5.测试电路板上串联谐振电路的谐振曲线、谐振频率、-3dB带宽。
(随频率变化,测量电阻电压,按下表记录所测数据)
频率f(kHz)
5.40
6.10
6.70
7.20
7.58
8.00
8.50
9.10
9.80
10.80
电压UR(mV)
470
560
620
680
710
630
600
540
480.00
归一化电压(V)
0.662
0.789
0.873
0.958
1.000
0.887
0.845
0.761
0.68
(UR/URmax)
RLC电路响应的谐振曲线的测量
随着频率的变化,将电阻两端的电压比上电阻两端电压的最大值,得到的归一化电压。
归一化电压和频率为坐标的曲线,即为频率特性曲线。
从图中可以计算B=10.4337651-5.63205182=4.8017kHz。
通过上图计算,得到的数值与之前计算的理论值有41.82%的误差。
误差分析:
1、在测量电阻上电压时产生误差
2、由于滑动变阻器可调,所以在测量过程中,100Ω的电阻值可能会产生偏差
3、仪器中的系统误差
四、实验总结
本次试验,让我进一步了解了Multisim软件的使用,知道怎样用ACAnalysis和傅里叶分析进行谐振曲线和频谱的绘制。
同时,了解了谐振点的两种测量方法和串联谐振的作用。
在本次实验中,首次接触交流毫伏表,通过本次试验的测量,我初步掌握了交流毫伏表的使用方法。
当我被上帝造出来时,上帝问我想在人间当一个怎样的人,我不假思索的说,我要做一个伟大的世人皆知的人。
于是,我降临在了人间。
我出生在一个官僚知识分子之家,父亲在朝中做官,精读诗书,母亲知书答礼,温柔体贴,父母给我去了一个好听的名字:
李清照。
小时侯,受父母影响的我饱读诗书,聪明伶俐,在朝中享有“神童”的称号。
小时候的我天真活泼,才思敏捷,小河畔,花丛边撒满了我的诗我的笑,无可置疑,小时侯的我快乐无虑。
“兴尽晚回舟,误入藕花深处。
争渡,争渡,惊起一滩鸥鹭。
”青春的我如同一只小鸟,自由自在,没有约束,少女纯净的心灵常在朝阳小,流水也被自然洗礼,纤细的手指拈一束花,轻抛入水,随波荡漾,发髻上沾着晶莹的露水,双脚任水流轻抚。
身影轻飘而过,留下一阵清风。
可是晚年的我却生活在一片黑暗之中,家庭的衰败,社会的改变,消磨着我那柔弱的心。
我几乎对生活绝望,每天在痛苦中消磨时光,一切都好象是灰暗的。
“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠词句就是我当时心情的写照。
最后,香消玉殒,我在痛苦和哀怨中凄凉的死去。
在天堂里,我又见到了上帝。
上帝问我过的怎么样,我摇摇头又点点头,我的一生有欢乐也有坎坷,有笑声也有泪水,有鼎盛也有衰落。
我始终无法客观的评价我的一生。
我原以为做一个着名的人,一生应该是被欢乐荣誉所包围,可我发现我错了。
于是在下一轮回中,我选择做一个平凡的人。
我来到人间,我是一个平凡的人,我既不着名也不出众,但我拥有一切的幸福:
我有温馨的家,我有可亲可爱的同学和老师,我每天平凡而快乐的活着,这就够了。
天儿蓝蓝风儿轻轻,暖和的春风带着春的气息吹进明亮的教室,我坐在教室的窗前,望着我拥有的一切,我甜甜的笑了。
我拿起手中的笔,不禁想起曾经作诗的李清照,我虽然没有横溢的才华,但我还是拿起手中的笔,用最朴实的语言,写下了一时的感受:
人生并不总是完美的,每个人都会有不如意的地方。
这就需要我们静下心来阅读自己的人生,体会其中无尽的快乐和与众不同。
“富不读书富不久,穷不读书终究穷。
”为什么从古到今都那么看重有学识之人?
那是因为有学识之人可以为社会做出更大的贡献。
那时因为读书能给人带来快乐。
自从看了《丑小鸭》这篇童话之后,我变了,变得开朗起来,变得乐意同别人交往,变得自信了……因为我知道:
即使现在我是只“丑小鸭”,但只要有自信,总有一天我会变成“白天鹅”的,而且会是一只世界上最美丽的“白天鹅”……
我读完了这篇美丽的童话故事,深深被丑小鸭的自信和乐观所折服,并把故事讲给了外婆听,外婆也对童话带给我们的深刻道理而惊讶不已。
还吵着闹着多看几本名着。
于是我给外婆又买了几本名着故事,她起先自己读,读到不认识的字我就告诉她,如果这一面生字较多,我就读给她听整个一面。
渐渐的,自己的语文阅读能力也提高了不少,与此同时我也发现一个人读书的乐趣远不及两个人读的乐趣大,而两个人读书的乐趣远不及全家一起读的乐趣大。
于是,我便发展“业务”带动全家一起读书……现在,每每遇到好书大家也不分男女老少都一拥而上,争先恐后“抢书”,当我说起我最小应该让我的时候,却没有人搭理我。
最后还把书给撕坏了,我生气地哭了,妈妈一边安慰我一边对外婆说:
“孩子小,应该让着点。
”外婆却不服气的说:
“我这一把年纪的了,怎么没人让我呀?
”大家人你一言我一语,谁也不肯相让……读书让我明白了善恶美丑、悲欢离合,读一本好书,犹如同智者谈心、谈理想,教你辨别善恶,教你弘扬正义。
读一本好书,如品一杯香茶,余香缭绕。
读一本好书,能使人心灵得到净化。
书是我的老师,把知识传递给了我;
书是我的伙伴,跟我诉说心里话;
书是一把钥匙,给我敞开了知识的大门;
书更是一艘不会沉的船,引领我航行在人生的长河中。
其实读书的真真乐趣也就在于此处,不是一个人闷头苦读书;
也不是读到好处不与他人分享,独自品位;
更不是一个人如痴如醉地沉浸在书的海洋中不能自拔。
而是懂得与朋友,家人一起分享其中的乐趣。
这才是读书真正之乐趣呢!
这所有的一切,不正是我从书中受到的教益吗?
我阅读,故我美丽;
我思考,故我存在。
我从内心深处真切地感到:
我从读书中受到了教益。
当看见有些同学宁可买玩具亦不肯买书时,我便想到培根所说的话:
“世界上最庸俗的人是不读书的人,最吝啬的人是不买书的人,最可怜的人是与书无缘的人。
”许许多多的作家、伟人都十分喜欢看书,例如毛泽东主席,他半边床上都是书,一读起书来便进入忘我的境界。
书是我生活中的好朋友,是我人生道路上的航标,读书,读好书,是我无怨无悔的追求。
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