RC串并联电路

1、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）将实验中自选的仪器设备和元件列表，并记录型号、规格、数量和编号等序号名称编亏型号与规格数量备注1仿真软件Mutualism12计算机P41三、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

2、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：U2H苛1.低通电路图4.3.1低通滤波电路简单的RC滤波电路如图4.3.1所示。当输入为图4.3.2低通滤波电路幅频特性Ui，输出为U2时，构成的是低通滤波电路。因为:U2uIU11 j RC所以:H j诘=赤无=H j比Ui I j RCH mX121 RCH (j©)是幅频特性，低通电路的幅频特性如图4.3.2所示，在切=1/RC时， H(K)=1"= 0. 707即U2/U1 =0.707，通常U2降低到0.707山时的角频率称为截 止频率，记为由

3、0。2. 高通电路图4.3.3是高通滤波 RC电路。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图 11-1U2 = Uj r = j RC u1上十 11 + BRC'、一jR所以:H j¥ =H (jco *(切)其中H( jco )传输特性的幅频特性。电路的截止频率与0=1/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)2RC <<1当o »切0时，即高频时，H(仲 j=1。3. 研究RC串、并联电路及 RC双T电路的频率特性；图11T所示的RC串、井联电路的频率特性'N(jto)="+ 5

4、一»其中幅频特性为;A(a) = 示波剧图U-2图 11-2相频特性为：伊（刃）= arcran,”故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tw = !-；时，卯（心）二0 ,峋 RC3与H同相，即电路发生谐振，谐振频率为工产一，也就是说，当信号频率为人时，RC串、井联电路的输出电压虬与电输入电压同相，其大小是输入电压的三分之一，这一特性称为RG串、井联电路的选频特性，该电路又称为文氏电拼测量频率特性用,逐点描绘法，图11-3表明用童流毫伏表和双踪示波器刑建RC网络频率特性的刑试图，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）V恒定，改变

5、 频率/,用交流毫伏表监视V，井测量对应的网络输出电压（4,计算出他 们的比值A二么，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）3恒定，改变 频率,用交流毫伏表监视化，用双踪示波器观察与化波形，如图11-4所示. 若两个波形的延时为由，周期为7 ,则它们的相位差伊=日乂360然后逐点描 绘出相频特性口4. 文氏电桥电路的结构特点及选频特性。图 11-61-以匚 _i_53UQ/?F%用同样的方法可以测量RC双电路的幅频特性，RC双T电路见图11-5.其幅频特性具有带阻特性，如图11T所示。I hE22-5四、实验方法测量频率特性用逐点描绘法”，图4.3.5表

6、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测量方法测量幅频特性：保持信号源输出电压（即图4.3.6测量相频特性方法RC网络输入电压）Uj恒定，改变频率f,用 交流毫伏表监视 Uj,并测量对应的RC网络输出电压U。，计算出它们的比值 A=U°/Ui, 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U-用双踪示波器观察 U。和Ui波形，如图4.3.6所示，若两个波形的延时 At，周期为T,则它们的相位差 中=360°xAt/T ,然后逐点描绘出相频特性。五、实验步骤及内容1

7、一，、1.取R=1.5k Q, U=120 v,取电压截止频率 f=55kHz ,由缶=。0=可以计算出电容RC大小 C=1.93nF,如下图连接电路:".-kQr- :，2,5: r - - - ILS>1C2 - 十1.9如F:R1 :1.5kQ图(1)双击XPB1,调节按钮参数，得到该电路的幅频曲线如图(2):波号图示仅-XBP1图在XPB1中点击相位按钮，得到电路的相频曲线图图设置电源输入电压的频率f=20kHz,得到输入和输出电压的曲线如图（4）:示波葬一廿句w-迁泛W1-竺反:比度 | 50 u&'DivX 立M| V.T A旧 | A+B |油| 00 VE石vex |o口51 广 CAC | D |l 00 - 1 G F 厂 L:it祈生甲M至|若专| J 壬1尹空厂!| v1自出一 r*-«扇图设置电源输入电压的频率f=55kHz得到输入和输出电压的曲线如图（5）:庆京中IGND。毒童_AT 406 5-155.013 V-51 847 V1.406 5-155.013 V-51-E47 V0.000 50 000 V