实验十二--幅频特性和相频特性

实验十二--幅频特性和相频特性

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：

&UH?j???2&U1

1）低通电路

RH?j??10.707&U1C&U20?0?

图1-1 低通滤波电路 图1-2 低通滤波电路幅频特性

&&UU1简单的RC滤波电路如图4.3.1所示。当输入为，输出为2时，构

成的是低通滤波电路。因为：

&?U2&&UU111??1j?C1?j?RCR?j?C

所以：

&U1H?j???2??H?j???????&U11?j?RC

H?j???11???RC?2 H(j?)是幅频特性，低通电路的幅频特性如图4.3.2所示，在??1RC&&时，H(j?)?12?0.707，即U2U1?0.707，通常U2降低到0.707U1时的

角频率称为截止频率，记为?0。 2）高通电路

H?j??C10.707U&1RU&2

0?0?

图2-1 高通滤波电路 图2-2 高通滤波电路的幅频特性

U&?U&1??R?j?RC2?1?j?RC?U&1?R?1?j?C??

所以：

H?j???U&j?RCU&2?11?jRC?H?j???????

其中H(j?)传输特性的幅频特性。电路的截止频率?0?1RC 高通电路的幅频特性如4.3.4所示 当????0时，即低频时

H?j????RC??1

当????0时，即高频时，

H?j???1。

3）研究RC串、并联电路的频率特性：

?UN(j?)?ｏ??Ui113?j(?RC?)?RC

?uiR C ?C ?A13R ?uo其中幅频特性为：

A(?)?Uo?Ui11232?(?RC?)?RC

图 15-1 相频特性为：

?0f0f?RC??(?)??o??i??arctg31?RC90?

0?90?f幅频特性和相频特性曲线如图15－2所示，幅频特性呈带通特性。 当角频率

??11A(?)?RC时，3，?(?)?0?，

图15-2ｕO与ｕI同相，即电路发生谐振，谐振频率

f0?12?RC。也就是说，

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

图1（低通电路）

图2（高通电路）

图3（RC并联）

三、实验环境：

面包板（SYB—130）、两个1k?电阻、两个0.1uF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）操作。 五、实验数据及分析