实验十七RC选频网络特性测试.doc.doc

1电路(二)实验讲义天津科技大学电子信息与自动化学院 2 实验一 RC 选频网络特性测试一、实验目的 1. 熟悉文氏电桥电路的结构特点及其应用。 2. 学会用交流毫伏表和示波器测定文氏桥电路的幅频特性和相频特性。二、原理说明文氏电桥电路是一个 RC 的串、并联电路,如图 1-1 所示。该电路结构简单,被广泛地用于低频振荡电路中作为选频环节,可以获得很高纯度的正弦波电压。 1. 用函数信号发生器的正弦输出信号作为图 17-1 的激励信号 u i ,并保持图 1-1 U i 值不变的情况下,改变输入信号的频率 f, 用交流毫伏表或示波器测出输出端相应于各个频率点下的输出电压 U o 值,将这些数据画在以频率 f 为横轴, U o 为纵轴的坐标纸上, 用一条光滑的曲线连接这些点, 该曲线就是上述电路的幅频特性曲线。文氏桥路的一个特点是其输出电压幅度不仅会随输入信号的频率而变,而且还会出现一个与输入电压同相位的最大值,如图 1-2 所示。由电路分析得知,该网络的传递函数为)/1(3 1 RC RC j??????当角频率 RC 1 0????时, │β│=3 1? i oU U ,此时 u o与u iφ同相。由图 1-2 可见 RC 串并联电 90?路具有带通特性。 2. 将上述电路的输入和输出分别接到双踪示波器的 Y A和Y B 两个输入端,改变输入正弦信号的频率,观测相应的输入和输- 90?出波形间的时延τ及信号的周期 T ,则两波形 1 C 1 2 2 R C u 2 R R Z Z C i i i o u 图 1-3 图 1-2 f 1/3 0 0 / f u ou i 0 0 f f3 间的相位差为φ=T ?× 360 °=φ o-φ i (输出相位与输入相位之差)。将各个不同频率下的相位差φ画在以 f 为横轴, φ为纵轴的坐标纸上,用光滑的曲线将这些点连接起来, 即是被测电路的相频特性曲线,如图 1-3 所示。由电路分析理论得知,当ω=ω 0= RC 1 ,即 f=f 0= RC ?2 1 时, φ=0 ,即 u o 与u i 同相位。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注 1 函数信号发生器及频率计 1 2 双踪示波器 1 3 交流毫伏表 0~ 600V 1 4 RC 选频网络实验板 1 HE-12A 四、实验内容与步骤 1. 测量 RC 串、并联电路的幅频特性。 1 )利用 HE-12A 挂箱上“ RC 串、并联选频网络”线路,组成图 1-1 线路。取 R=1K Ω, C=0 .1μF; 2 )调节信号源输出电压为 3V 的正弦信号,接入图 1-1 的输入端; 3 )改变信号源的频率 f (由频率计读得) ,并保持 U i =3V 不变,测量输出电压 U O( 可先测量β=1/3 时的频率 f 0 ,然后再在 f 0 左右设置其它频率点测量。) 4 )取 R=200 Ω, C=2 .2μF ,重复上述测量。 R=1K , C=0 .1μF f(H Z) U 0(V) R=200 Ω C= μF f(H Z) U 0(V) 2. 测量 RC 串、并联电路的相频特性将图 1-1 的输入 U i 和输出 U 0 分别接至双踪示波器的 Y A和Y B 两个输入端,改变输入正弦信号的频率,观测不同频率点时,相应的输入与输出波形间的时延τ及 4 信号的周期 T 。两波形间的相位差为: ????? 360 T io???? R=1K Ω C=0 .1μF f (Hz) T (ms) τ(ms) ? R=200 Ω C=2 .2μF f (Hz) T (ms) τ(ms) ?五、实验注意事项由于信号源内阻的影响, 输出幅度会随信号频率变化。因此, 在调节输出频率时,应同时调节输出幅度,使实验电路的输入电压保持不变。六、预****思考题 1. 根据电路参数,分别估算文氏桥电路两组参数时的固有频率 f 0。 2. 推导 RC 串并联电路的幅频、相频特性的数学表达式。七、实验报告 1. 根据实验数据,绘制文氏桥电路的幅频特性和相频特性曲线。找出 f 0,并与理论计算值比较,分析误差原因。 2. 讨论实验结果。 3. 心得体会及其它。 5 实验二双口网络测试一、实验目的 1. 加深理解双口网络的基本理论。 2. 掌握直流双口网络传输参数的测量技术。二、原理说明对于任何一个线性网络,我们所关心的往往只是输入端口和输出端口的电压和电流之间的相互关系,并通过实验测定方法求取一个极其简单的等值双口电路来替代原网络,此即为“黑盒理论”的基本内容。 1. 一个双口网络两端口的电压和电流四个变量之间的关系, 可以用多种形式的参数方程来表示。本实验采用输出口的电压 U 2 和电流 I 2 作为自变量, 以输入口的电压 U 1 和电流 I 1 作为应变量, 所