变频串联谐振电路实验

　　一、实验目的

　　1、通过实验掌握串联谐振的条件和特点，测绘RLC串联谐振曲线。

　　2、研究电路参数对谐振特性的影响。

　　二、实验原理

　　在RLC串联电路中，若取电阻R两端的电压U2为输出电压，则该电路输出电压与输入电压之比为：U2/U1=R/[R+j(ωL-1/ωC)]=R/√R2+(ωL-1/ωC)2∠tg-1(ωL-1/ωC)/R(7-1)由上式可知，输出与输入电压之比是角频率ω的函数。当ω很高和ω很低时，比值都将趋于零，而在某一频率ω=ω0时，可使ω0L-1/ω0C=0，输出电压与输入电压之比等于1，电阻R上的电压等于输入电源电压达到最大值，电路阻抗最小，电抗为零，电流达到最大且与输入电压同相位。电路的这种工作状态叫做RLC串联谐振。谐振的条件：

　　ω0L-1/ω0C=0或ω0=1/√LC(7-2)改变角频率ω时，振幅比随之变化，振幅比下降到峰值的1/√2=0.707对应的两个频率ω1,ω2(或f1和f2)之差称为该网络的通频带宽。

　　BW=ω2-ω1理论上可以推出通频带宽BW=ω2-ω1=R/L(7-3)由(7-3)式可知网络的通频带取决于电路的参数。RLC串联电路幅频特性曲线的陡度，可以用品质因素Q来衡量，Q的定义为：Q=ω0/BW=ω0L/R=1/ω0C变频串联谐振装置可见品质因数Q也取决于电路参数。当L和C一定时。电阻R越小，Q值越大，通频带越窄，谐振曲线越陡峭。反之，电阻R越大，品质因数Q越小，通频带宽亦越宽，曲线越平缓。

　　设R1>R2，当电路发生串联谐振时，XL=XC、Z=R2则BW1=ω2-ω1>BW2=ω‘2-ω‘1I=U1/Z=U1/RUR=IRUL=jIXL=jIω0L=jU/Rω0L=jQU1Uc=-jIXc=I/jω0C=-jQU1当XL=XC>R时，UL=UC>>U电路的这一特点，在电子技术通讯电路中得到广泛的应用，而在电力系统中则应避免由此而引起的过压现象。

　　2、实验内容及步骤

　　a)将动态电路板TS-B-27、正弦信号发生器、电阻R、电感L、电容C按

　　b)联成电路。r为电感线圈电阻,L=33mH，C=0.10μF，R=620Ω。

　　c)调节正弦信号源输出电压，使U1=3V，调节正弦信号输出频率,使之为表7-1中的数值,测量U2，UC，UL，填入表7-1中。

　　3、将R改为1300Ω,L、C保持不变,重复步骤2,

　　3、实验设备

　　正弦低频信号发生器一台

　　动态电路板(TS-B-27)一块

　　毫安表一块

　　频率计一台

　　4、实验报告

　　目的、原理、内容步骤。在坐标纸上绘制谐振曲线。计算BW和Q，并与测量值进行比较。