LC 串并聯(lián)諧振回路特性實驗

1、LC 串并聯(lián)諧振回路特性實驗-(轉(zhuǎn)自高頻電子線路實驗指導(dǎo)書  2009-01-09 19:34:22|  分類： 電子電路 |  標簽： |字號大中小 訂閱 LC 串并聯(lián)諧振回路特性實驗一、實驗?zāi)康?、掌握LC 振蕩回路的諧振原理。2、掌握LC 串并聯(lián)諧振回路的諧振特性。3、掌握LC 串并聯(lián)諧振回路的選頻特性。二、實驗內(nèi)容測量LC 串并聯(lián)諧振回路的電壓增益和通頻帶，判斷選擇性優(yōu)劣。三、實驗儀器1、掃頻儀 一臺2、20MHz 模擬示波器 一臺3、數(shù)字萬用表 一塊4、調(diào)試工具 一套四、實驗原理（一）基本原理在高頻電子線路中，用選

2、頻網(wǎng)絡(luò)選出我們所需的頻率和濾除不需要的頻率成分。通常，在高頻電子線路中應(yīng)用的選頻網(wǎng)絡(luò)分為兩類。第一類是由電感和電容元件組成的振蕩回路（也稱諧振回路），它又可以分為單振蕩回路以及耦合振蕩回路；第二類是各種濾波器，如LC 濾波器，石英晶體濾波器、陶瓷濾波器和聲表面濾波器等。本實驗主要介紹第一類振蕩回路。1、 串聯(lián)諧振回路信號源與電容和電感串聯(lián)，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。電感的感抗值（ wL ）隨信號頻率的升高而增大，電容的容抗值（wC1）則隨信號頻率的升高而減小。與感抗或容抗的變化規(guī)律不同，串聯(lián)振蕩回路的阻抗在某一特定頻率上具有最小值，而偏離特定頻率時的阻抗將迅速增大，單振蕩回路的這種特性為諧振特性，這

3、特定的頻率稱為諧振頻率。圖2-1 所示為電感L、電容C 和外加電壓Vs 組成的串聯(lián)諧振回路。圖中R 通常是電感線圈損耗的等效電阻，電容損耗很小，一般可以忽略。圖2-1 串聯(lián)振蕩回路保持電路參數(shù)R、L、C 值不變，改變外加電壓Vs 的頻率，或保持Vs 的頻率不變，而改變L 或C 的數(shù)值，都能使電路發(fā)生諧振（回路中的電流的幅度達到最大值）。在某一特定角頻率 w0 時，若回路電抗?jié)M足如下條件：     （2-1）則電流為最大值，回路發(fā)生諧振。上式稱為串聯(lián)諧振回路的諧振條件?；芈钒l(fā)生串聯(lián)諧振的角頻率w0 和頻率f0 分別為：  &#

4、160;             （2-2）將式（2-2）代入式（2-1）得（2-3）我們把諧振時的回路感抗值（或容抗值）與回路電阻R 的比值稱為回路的品質(zhì)因數(shù)，以Q 表示，簡稱Q 值，則得（2-4）若考慮信號源內(nèi)阻Rs 和負載RL 后，串聯(lián)回路的電路如圖2-2 所示。由于Rs 和RL的接入使回路Q 值下降，串聯(lián)回路諧振時的等效品質(zhì)因數(shù) QL 為圖2-3 為串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線，由圖可見，回路的Q 值越高，諧振曲線越尖銳，對外加電壓的選頻作用愈顯著，回路的選擇性就愈好。因此

5、，Q 值的大小可說明回路選擇性的好壞。當回路的外加信號電壓的幅值保持不變，頻率改變?yōu)閣 = w1 或2 w = w 時，此時回路電流等于諧振值的倍，如圖2-4 所示。 w2 ? w 1稱為回路的通頻帶，其絕對值為（2-5）式中 w1 和 w 2為通頻帶的邊界角頻率。在通頻帶的邊界角頻率 w1 和 w 2上，。這時，回路所損耗的功率為諧振時的一半，所以這兩個特定的邊界頻率又稱為半功率點。2、并聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路適用于信號源內(nèi)阻等于零或很小的情況（恨壓源），如果信號源內(nèi)阻很大，采用串聯(lián)諧振回路將嚴重降低回路的品質(zhì)因數(shù)，使串聯(lián)諧振回路的選擇性顯著變壞（通頻帶過寬）。在這種情況下，宜采用并聯(lián)諧振回

6、路。并聯(lián)諧振回路是指電感線圈L、電容器C 與外加信號源相互并聯(lián)的振蕩電路，如圖2-5 所示。由于電容器的損耗很小，可以認為損耗電阻集中在電感之路中。圖2-5 并聯(lián)振蕩回路并聯(lián)振蕩回路兩端間的阻抗為：       （2-6）在實際應(yīng)用中通常滿足wl R 的條件，因此（2-7）并聯(lián)諧振回路的導(dǎo)納Y=1/Z，由式（2-7）得（2-8）式中，G=CR/L 為電導(dǎo)，B=（wC-1/wL）為電納。因此，并聯(lián)振蕩回路電壓的幅值為（2-9）由式2-9 可見，當回路導(dǎo)納B=0 時    ，回路電壓V0 與電流Is 同相。我們把并聯(lián)振

7、蕩回路的這種狀態(tài)叫做并聯(lián)回路對外加信號源頻率發(fā)生并聯(lián)諧振。由并聯(lián)振蕩回路導(dǎo)納 的并聯(lián)諧振條件，可以導(dǎo)出并聯(lián)回路角頻率p w 和諧振頻率p f 分別為：（2-10）同樣的 若考慮信號源內(nèi)阻Rs 和負載RL 后回路Q 值下降。和串聯(lián)回路一樣，Qp 愈高，諧振曲線愈尖銳，回路的選擇性愈好，但通頻帶愈窄。高頻電子線路實驗指導(dǎo)書五、實驗步驟參考實驗箱附帶的接收模塊上印刷的原理圖G2。1、在主箱上正確插好接收模塊，按照電路原理圖G2，正確連接電路電源線，12V孔接+12V，5V 孔接5V，GND 接GND（從電源部分+12V 和5V 插孔用連接線接入），接上電源通電，并撥動開關(guān)K1 (若正確連接了,擴展板

8、上的電源指示燈將會亮。2、將跳線JA1 連接好，JAB 斷開，組成LC 串聯(lián)回路，輸入頻率為10.7MHz 的高頻信號（參考高頻信號源的使用），觀察電路起振情況，記錄輸入、輸出電壓值。3、電壓增益AV0可以由示波器直接測量。方法如下：用示波器測輸入信號的峰峰值，記為Ui。測輸出信號的峰峰值記為Uo。則小信號放大的電壓放大倍數(shù)為Uo/Ui。同學(xué)們也可以換用掃頻儀測試AV0 。4、測量通頻帶BW用逐點法測量BW。先調(diào)諧LC 諧振回路使其諧振o f =10.7MHz，記下此時的電壓放大倍數(shù)vo A ，然后改變高頻信號發(fā)生器的頻率（保持其輸出電壓uS 不變），并測出對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)vo A ，多測幾點。用掃頻儀測量BW。同學(xué)們自行測試，并比較結(jié)果。5、放大器的選擇性放大器選擇性的優(yōu)劣可用放大器諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1 表示，用（4）中同樣的方法測