实验十二幅频特性和相频特性

1、实验十二幅频特性和相频特性一、实验目的：研究RC串、并联电路的频率特性。二、实验原理及电路图1、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:U21)低通电路图1-1低通滤波电路图1-2低通滤波电路幅频特性简单的RC滤波电路如图431所示。当输入为1&，输出为壷时，构 成的是低通滤波电路。因为：T rc所以:&21 j RCj RC11 RCH(j)是幅频特性，低通电路的幅频特性如图432所示，在时，H(j )1近0.707，即U2/U10.7

2、07，通常1&2降低到0.771&角频率称为截止频率，记为2)高通电路图2-2高通滤波电路的幅频特性1FC所以:其中H(j)传输特性的幅频特性。电路的截止频率 高通电路的幅频特性如434所示当0时，即低频时H jRC 1当0时，即高频时,H j1。3)研究RC串、并联电路的频率特性:1. RC时的鱼1 jRCRC010.707图2-1高通滤波电路CR C图1（低通电路） A（ ）1当角频率RC时，3当信号频率为f0时，RC串、并联电路的输出电压uO与输入电压ui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。2、电路图N（j）R

3、Cr i_UiC 斗R1J其中幅频特性为:UoUi32( RC1Rc)2相频特性为:RCarctg- -RC幅频特性和相频特性曲线如图152示，幅频特性呈带通特性。uO与uI同相，即电路发生谐振，谐振频率1庞。也就是说,Uo图15-1图15-2% -TLT-b2HrC1100nFWv11kQ1kQ图 3 （ RC 并联）图2（高通电路）XFG1XSC1C2100nFR2三、实验环境:面包板（SYB130）、两个1k?电阻、两个O.luF的电容、函数信号发生器、Tek示波器。四、实验步骤:1）在面包板上将电路搭建如图1所示。2）在100Hz和10000Hz间选10组数据，测量不同频率下的输出电压

4、的Vpp和输入与输出间的相位，并记录数据。3）保存当f=1.59155kHz是的波形图。4）在面包板上分别将电路搭建如图2，3所示，并重复2）、3）操五、实验数据及分析1、一阶RC低通网络:谐振频率f/kHz0.1001.0001.3001.5001.59155U2的Vpp/V5.044.083.683.443.28相位差/度-6.150-34.20-41.58-45.00-46.65谐振频率f/kHz1.7002.0005.0008.00010.000U2的Vpp/V3.202.881.521.040.8801.59155kHz2 RC1*104（当U2U10.707时）相位差/度-48.4

5、1-52.96-69.92-74.12-75.14分析：在实验误差允许范围内，电压的幅值和相位都随着频率的增大 而减小。2、一阶RC高通网络:wgAsEn6 5 dj 3 2 1 *u严. .|. . .、f=f-1 1 118 10 12一相位差/底（当U2U10.707时）T2的社）p/VI运行 已;SGJOJUS6 1.86 V0 -IOV *1裁川5a缶MV谐振频率f/kHz0.1001.0001.3001.5001.59155U2的Vpp/V0.402.923.403.643.76相位差/度87.2353.0146.9343.3241.45谐振频率f/kHz1.7002.0005.0

6、008.00010.000U2的Vpp/V3.804.004.644.804.90相位差/度38.1934.8115.929.9548.292图表标題31012图表标題L0分析：在实验误差允许范围内，电压的幅值都随着频率的增大而增大, 相位随着频率的增大而减小。3、RC并联:12O瓷gAscno o o o o O谐振频率0.1001.0001.3001.5001.59151.700f/kHz5U2的Vpp/V0.3521.641.681.681.681.68相位差/度79.0214.625.3890.000-0.579-3.759谐振频率2.0002.5003.0004.5006.000f/kHzU2的Vpp/V1.661.581.421.281.08相位差/度-10.23-17.34-32.13-38.51-48.88分析：在实验误差允许范围内，相位随着频率的增大而减小；当fvfO时，电压的幅值都随着频率的增大而增大；当ff0时，电压的