RC串并联电路.doc

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
编号
型号与规格
数量
备注
1
仿真软件

Mutualism
1

2
计算机

P4
1

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：

1．低通电路

图4.3.1 低通滤波电路 图4.3.2低通滤波电路幅频特性
简单的RC滤波电路如图4.3.1所示。当输入为，输出为时，构成的是低通滤波电路。因为：

所以：

是幅频特性，低通电路的幅频特性如图4.3.2所示，在时，，即，通常降低到时的角频率称为截止频率，记为。
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

所以：

其中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4.3.4所示
当时，即低频时

当时，即高频时，
。
3．研究RC串、并联电路及RC双T电路的频率特性；

4．文氏电桥电路的结构特点及选频特性。

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）恒定，改变频率f，用交流毫伏表监视，并测量对应的RC网络输出电压，计算出它们的比值，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）恒定，改变频率f，，用交流毫伏表监视，用双踪示波器观察和波形，如图4.3.6所示，若两个波形的延时，周期为T，则它们的相位差，，然后逐点描绘出相频特性。
五、实验步骤及内容
1．取R=1.5kΩ，U=120v，取电压截止频率f=55kHz，由可以计算出电容大小C=1.93nF，

如下图(1)连接电路：

图(1)
双击XPB1，调节按钮参数，得到该电路的幅频曲线如图(2)：

图(2)
在XPB1中点击相位按钮，得到电路的相频曲线图(3)：

图(3)

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)：
图(4)
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)：
图(5)
此时相位差为0。

设置电源输入电压的频率f=100kHz，得到输入和输出电压的曲线如图(6)：
图(6)

五、对本实验的认识与体会