rlc串联谐振电路的实验研究 一、摘 要： 从rlc 串联谐振电路的方程分析出发， 推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗， 并且基于multisim仿真软件创建rlc 串联谐振电路， 利用其虚拟仪表和仿真分析， 分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。其结果表明了仿真与理论分析
的一致性， 为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。 二、关键词：rlc；串联；谐振电路； 三、引言 谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。通常，谐振电路由电容、电感和电阻
组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。 由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。比如，串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。所以研
究串联谐振有重要的意义。 在含有电感l 、电容c 和电阻r 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况， 即频率特性。multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用， 其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人
员提供了一种可靠的分析方法， 同时也缩短了产品的研发时间。 四、正文
（1）实验目的：
1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。 3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。 4.测定rlc串联谐振电路的频率特性曲线。 (2)实验原理：
rlc串联电路如图所示，改变电路参数l、c或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：z=r+j(ωl-1/ωc) 当ωl-1/ωc=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。 谐振角频率ω
0 =1/lc ，谐振频率f0=1/2π lc 。
谐振频率仅与原件l、c的数值有关，而与电阻r和激励电源的角频率ω无关，当ω<ω0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω0时，电路呈感性，阻抗角φ>0。 1、 电路处于谐振状态时的特性。 （1）、回路阻抗z0=r,| z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。 （2）、回路电流i0的数值最大，i0=us/r。 （3）、电阻上的电压ur的数值最大，ur =us。 （4）、电感上的电压ul与电容上的电压uc数值相等，相位相差180°，ul=uc=qus。 2、电路的品质因数q 电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数q，即：
q=ul（ω0）/ us= uc（ω0）/ us=ω0l/r=1/r*l/c （3）谐振曲线。 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。
在us、r、l、c固定的条件下，有
i=us/r2?(?l-1/?c)2 ur=ri=rus/r2?(?l-1/?c)2 uc=i/ωc=us/ωcr2?(?l-1/?c)2 ul=ωli=ωlus/r2?(?l-1/?c)2 改变电源角频率ω，可得到响应电压随电源角频率ω变化的谐振曲线，回路电流与电阻电压成正比。从图中可以看到，ur的最大值在谐振角频率ω0处，此时，ul=uc=qus。uc的
最大值在ω<ω0处，ul的最大值在ω>ω0处。 图表示经过归一化处理后不同q值时的电流频率特性曲线。从图中（q1<q2<q3）
可以看出：q值越大，曲线尖锐度越强，其选择性就越好。 只有当q>1/2 时，uc和ul曲线才出现最大值，否则uc将单调下降趋于0，ul将单
调上升趋于us。 仿真rlc电路响应的谐振曲线的测量 仿真rlc电路响应的谐振曲线 （4）multisim电路仿真 10mh电路 4.7mh （5）品质因数q rlc串联回路中的l和c保持不变，改变r的大小，可以得出不同q 值时的幅频特性曲
线。取r =1ω，r =10和r=100三种阻值分别观察品质因数q。 r= 100 时的幅频特性 篇二：串联谐振电路实验报告 实验三：串联谐振电路 一、实验目的：
1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。 3.理解电路品质因数及通频带的物理意义和其测定方法。 4.测定rlc串联谐振电路的频率特性曲线。
二、实验原理：
rlc串联电路如图所示，改变电路参数l、c或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数： z=r+j(ωl-1/ωc) 当ωl-1/ωc=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。 谐振角频率ω0 =1/lc ，谐振频率f0=1/2π lc 。
谐振频率仅与原件l、c的数值有关，而与电阻r和激励电源的角频率ω无关，当ω<
ω0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω0时，电路呈感性，阻抗角φ>0。 1、电路处于谐振状态时的特性。 （1）、回路阻抗z0=r,| z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。 （2）、回路电流i0的数值最大，i0=us/r。 （3）、电阻上的电压ur的数值最大，ur =us。 （4）、电感上的电压ul与电容上的电压uc数值相等，相位相差180°，ul=uc=qus。
2、电路的品质因数q和通频带b。 电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数q，即：
q=ul（ω0）/ us= uc（ω0）/ us=ω0l/r=1/r*l/c 回路电流下降到峰值的0.707时所对应的频率为截止频率，介于两截止频率间的频率范
围为通频带，即： b=f0 /q 2、谐振曲线。
电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。
在us、r、l、c固定的条件下，有 i=us/r2?(?l-1/?c)2 ur=ri=rus/r2?(?l-1/?c)2 uc=i/ωc=us/ωcr2?(?l-1/?c)2 ul=ωli=ωlus/r2?(?l-1/?c)2 改变电源角频率ω，可得到响应电压随电源角频率ω变化的谐振曲线，回路电流与电阻电压成正比。从图中可以看到，ur的最大值在谐振角频率ω0处，此时，ul=uc=qus。uc的
最大值在ω<ω0处，ul的最大值在ω>ω0处。 图表示经过归一化处理后不同q值时的电流频率特性曲线。从图中（q1<q2<q3）可以看出：q值越大，曲线尖锐度越强，其选择性就越好，但电路通过的信号频带越窄，即通频带越窄。 注意，只有当q>1/2 时，uc和ul曲线才出现最大值，否则uc将单调下降趋于0，
ul将单调上升趋于us。 三、实验设备与器件 1.函数信号发生器（1台） 2.示波器（1台） 3.交流毫伏表（1只） 4.万用表（1只） 5.可变电阻：0~1kω（1个） 6电阻：100ω 7电容：22nf（1个）
8电感：100mh、4.7mh（1个） 四、实验内容
1.测量元件值，计算电路谐振频率和品质因数q的理论值 l q=ul（ω0）/us= uc（ω0）/us=ω0l/r=1/rr =6.74（10mh）和4.62（4.7mh） 2. 根
据图连接电路，信号电压均方根为1v（即峰-峰值为3v） 3．随频率变化，测量电阻电压、电感电压、电容电压。记录如下表： 测量方法：按图组成监视、测量电压、用交流毫伏表测电压，用示波器监视信号源输出，
输出电压为3v，保持不变。按一定频率值测量ur、ul、uc的值，根据数据绘制曲线。 表1：实测rlc电路响应的谐振曲线的测量 实测rlc电路响应的谐振曲线 4、电路仿真
10mh电路 4.7mh 表2：仿真rlc电路响应的谐振曲线的测量 仿真rlc电路响应的谐振曲线 篇三：lrc电路谐振特性的研究实验报告 lrc电路谐振特性的研究实验报告 实验名称：_____lrc电路谐振特性的研究________ 姓名 学号班级_ _ 实验
日期 _ 2013.11.14_ _ 温度___ 15℃___ 同组者 ________ （一）实验目的：
1．研究和测量lrc串、并联电路的幅频特性； 2．掌握幅频特性的测量方法； 3．进一步理解回路q值的物理意义． （二）实验仪器：
低频信号发生器、交流毫伏表、电阻箱、电感线圈、标准电容箱、频率计、开关和导线 （三）实验原理：