幅频特性和相频特性有什么作用
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幅频特性和相频特性
范文一：速度控制环优化速度控制环的优化主要是速度调节器的优化。速度调节器主要优化比例增益与积分时间常数两个数据，先确定它的比例增益，再优化积分时间常数。如果把速度调节器的积分时间常数（MD1409）调整到500ms，积分环节实际上处于无效状态，这时PI速度调节器转化为P调节器。为了确定比例增益的初值，可从一个较小的值开始，逐渐增加比例增益，直到机床发生共振，可听到伺服电机发出啸叫声，将这时的比例增益乘以0.5，作为首次测量的初值。MD1407—速度增益KpMD1409—积分时间Tn速度环手动优化的具体步骤：步骤一、用适配器将驱动器和计算机相连接，启动计算机和系统（电缆连接必须断电）步骤二、等机床准备好后使机床工作在JOG方式下。步骤三、在计算机上运行“SIMODRIVE 611D START TOOL”软件，首先会弹出画面如图步骤四、点击【Drives/servo】，进行主轴的设置可以通过【Axis+】或【Axis-】出现如下画面步骤五、点击【Speed contr.loop】，进入速度控制环参数界面，如下图所示步骤六、点击【Drive MD】，进入如下画面步骤七、点击【Boot file/Nck res...】，再点击【Measuring parameters】，进入如下画面，Amplitude为输入信号幅值，峰值力矩的百分比；Bandwidth为测量带宽；Averaging 为平均次数，次数越多，越精确，时间越长，通常20次；Settling time 为建立时间，注入测量信号和偏移，到记录测量数据间的时间；Offset为斜坡偏移量（避免启停时出现浪涌电流）。步骤八、点击【Measurement】,回到步骤五的画面，点击【Sart】，出现提示画面，机床参数MD1500应设置为0，如下图所示步骤九、点击【OK】，出现提示画面如下图步骤十、按机床NC Start按钮，开始优化，在计算机上点击【Display】，出现如下画面（如果在此时伺服电机发生特别大的噪声，这时应紧急按下急停按扭）。通过得到的曲线可以看出，改变MD1407和MD1409的值就可以使曲线发生变化。速度环参数的调节是驱动参数调节的重点，有时在电机的标准机床数据的情况下，电机可能会产生噪声。这种情况下，应先减小速度环的增益值。在改变增益时，观察调节器的幅频特性曲线的变化趋势，使曲线的幅值在0dB位置达到最宽的频率范围，优化调整方法如下：1如果速度调节器的幅频特性曲线的幅值不超过○0dB，可提高比例增益MD1407，频宽也增加，响应特性得到改善。当比例增益增大到一定数值后，幅频特性曲线中的幅值会极度变化，频宽变窄，系统的动态特性降低。2如果速度调节器的幅频特性曲线的幅值超过○MD1407。 0dB，可降低比例增益3幅频特性曲线的幅值在0dB附近，允许幅值变化几个dB，最大1—3dB。 ○在确定速度调节器的比例增益后，接着就可以优化速度调节器的积分环节，也就是调节积分时间常数MD1409。逐渐减小速度调节器的积分时间常数，直到频率特性中的幅值开始超过0dB，一般允许3dB以内的幅值增加。若有可能，速度调节器的积分时间常数应保持小于20ms。原文地址：速度控制环优化速度控制环的优化主要是速度调节器的优化。速度调节器主要优化比例增益与积分时间常数两个数据，先确定它的比例增益，再优化积分时间常数。如果把速度调节器的积分时间常数（MD1409）调整到500ms，积分环节实际上处于无效状态，这时PI速度调节器转化为P调节器。为了确定比例增益的初值，可从一个较小的值开始，逐渐增加比例增益，直到机床发生共振，可听到伺服电机发出啸叫声，将这时的比例增益乘以0.5，作为首次测量的初值。MD1407—速度增益KpMD1409—积分时间Tn速度环手动优化的具体步骤：步骤一、用适配器将驱动器和计算机相连接，启动计算机和系统（电缆连接必须断电）步骤二、等机床准备好后使机床工作在JOG方式下。步骤三、在计算机上运行“SIMODRIVE 611D START TOOL”软件，首先会弹出画面如图步骤四、点击【Drives/servo】，进行主轴的设置可以通过【Axis+】或【Axis-】出现如下画面步骤五、点击【Speed contr.loop】，进入速度控制环参数界面，如下图所示步骤六、点击【Drive MD】，进入如下画面步骤七、点击【Boot file/Nck res...】，再点击【Measuring parameters】，进入如下画面，Amplitude为输入信号幅值，峰值力矩的百分比；Bandwidth为测量带宽；Averaging 为平均次数，次数越多，越精确，时间越长，通常20次；Settling time 为建立时间，注入测量信号和偏移，到记录测量数据间的时间；Offset为斜坡偏移量（避免启停时出现浪涌电流）。步骤八、点击【Measurement】,回到步骤五的画面，点击【Sart】，出现提示画面，机床参数MD1500应设置为0，如下图所示步骤九、点击【OK】，出现提示画面如下图步骤十、按机床NC Start按钮，开始优化，在计算机上点击【Display】，出现如下画面（如果在此时伺服电机发生特别大的噪声，这时应紧急按下急停按扭）。通过得到的曲线可以看出，改变MD1407和MD1409的值就可以使曲线发生变化。速度环参数的调节是驱动参数调节的重点，有时在电机的标准机床数据的情况下，电机可能会产生噪声。这种情况下，应先减小速度环的增益值。在改变增益时，观察调节器的幅频特性曲线的变化趋势，使曲线的幅值在0dB位置达到最宽的频率范围，优化调整方法如下：1如果速度调节器的幅频特性曲线的幅值不超过○0dB，可提高比例增益MD1407，频宽也增加，响应特性得到改善。当比例增益增大到一定数值后，幅频特性曲线中的幅值会极度变化，频宽变窄，系统的动态特性降低。2如果速度调节器的幅频特性曲线的幅值超过○MD1407。 0dB，可降低比例增益3幅频特性曲线的幅值在0dB附近，允许幅值变化几个dB，最大1—3dB。 ○在确定速度调节器的比例增益后，接着就可以优化速度调节器的积分环节，也就是调节积分时间常数MD1409。逐渐减小速度调节器的积分时间常数，直到频率特性中的幅值开始超过0dB，一般允许3dB以内的幅值增加。若有可能，速度调节器的积分时间常数应保持小于20ms。
范文二：L(?)/dB40－20dB/dec2020lg KK1＝10K1＝1000.11?c10－40dB/dec－60dB/dec第七节
闭环频率特性一、闭环频率特性及其特征量由于系统的开环和闭环频率特性之间有着确定的关系，因而可以通过开环频率特性求取系统闭环频率特性。对于单位反馈系统，其闭环传递函数为对应的闭环频率特性为：上式描述了开环频率特性和闭环频率特性之间的关系。如果已知
曲线上的一点，就可确定闭环频率特性曲线上的一点。一般系统的闭环频率特性如图所示?b
为频率特性的零频幅值；
为频率特性的带宽频率，它是系统的幅频值为零频幅值的0.707倍时的频率，
通常称为系统的频带宽度；
为频率特性的谐振峰值；
为频率特性的谐振频率。系统的频带宽度反映了系统复现输入信号的能力。频带宽度越宽，暂态响应的速度越快，调节时间也就越短。但是，频带宽度越宽，系统抗高频干扰的能力越低。因此，在设计系统时，对于频带宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。设单位反馈系统的开环传递函数为式中：
不含有积分和比例环节，且
。则系统的闭环传递函数为幅频特性及相频特性实例当
时，闭环幅频特性的零频值为当
时，闭环幅频特性的零频值为0型系统与Ι型及Ι型以上系统的零频值的差异，反映了它们跟随阶跃输入时稳态误差的不同，前者有稳态误差的存在，而后者则没有稳态误差产生。幅频特性及相频特性实例由图看出，
%越小，即系统的阻尼性能越好。如r果谐振峰值较高，系统动态过程超调大，收敛慢，平稳性及快速性都差。当衰减，不存在谐振峰值。??0.707时，幅频特性单调ts?b随
由可知图，
Mr的增加而单调增加。当
Mr固定不变，ts与带宽频率
?b成反比。则调整时间开环对数频率特性与时域指标开环对数幅频特性“三频段”概念M(?)MrL(?)M(0)0.707M(0)?1?c中频?21低?r中频b?2高?低高数目越多，则在闭环系统稳定的条件下，其稳态误差越小，动ess?0态响应的的跟踪精度越高。而且，在阶跃信号输入下使的条件是低频段必须具有负斜率。?
中频段中频段是指开环对数幅频特性曲线在截止频率
附近（零?c分贝附近）的区段。中频段集中反映了闭环系统动态响应的平稳性和快速性。反映中频段形状的三个参数为截止频率
，中频段的斜?c率和中频段的宽度。下面对开环对数幅频特性曲线
中频L(?)段的斜率和宽度分两种情况进行分析。中频段斜率更陡，则闭环系统将难以稳定。因此为使系统?c稳定，且有足够的稳定裕度，一般希望截止频率
位于开环对数幅频特性斜率为-20的线段上，且中频段要有足够的宽度；或位于开环对数幅频特性斜率为-40的线段上，但中频段较窄。在上述情况下，尽量增大截止频率
，提高动态响应的快速性。?c?
高频段高频段指开环对数幅频特性在中频段后的频段。由于这部分特性是由系统中一些时间常数很小的环节决定的，因此高频段的形状主要影响时域响应的起始段。因为高频段远离截止频率
，所以对系统的动态特性影响不大。?c本章小结（1）频率特性是线性定常系统在正弦函数作用下，稳态输出与输入之比和频率之间的函数关系。频率特性是系统的一种数学模型，它既反映出系统的静态性能，又反映出系统的动态性能。（2）频率特性是传递函数的一种特殊形式。将系统传递函数s中的复数
换成纯虚数
，即可得出系统的频率特性。j?（3）频率特性法是一种图解分析法，用频率法研究和分析控制系统时，可免去许多复杂而困难的数学运算。对于难以用解析方法求得频率特性的曲线的系统，可以改用试验方法测得其频率特性，这是频率法的突出优点之一。（4）频率特性图因其采用的坐标系不同而分为极坐标图、波特图、尼科尔斯图等几种形式。各种形式之间是相互联系的，而每种形式却有其特定的适用场合。础。利用奈奎斯特稳定判据，可用开环频率特性判别闭环系统的稳定性。同时，可用相角裕度和幅值裕度来反映系统的相对稳定性。（6）开环对数频率特性曲线（Bode图）是控制工程设计的重L(?)低频段的斜率表征了系统的型要工具。开环对数幅频特性别，其高度则表征了系统开环放大倍数的大小；L
(?)中频段的?c则表征着系统的动态性能；而高频斜率、宽度以及截止频率段表征了系统的抗高频干扰能力。利用三频段概念可以分析系统时域响应的动态和稳态性能，并可分析系统参数对系统性能的影响。（7）对于最小相位系统，幅频和相频特性之间存在唯一的对应关系，即根据对数幅频特性可以唯一地确定相频特性和传递函数，而对于非最小相位系统则不然。
范文三：HUNAN
UNIVERSITY电路实验综合训练报
告学生姓名
蔡德宏学生学号
计科1401班
起 止 时 间
日一、 实验题目实验十二
幅频特性和相频特性 二、 实验摘要（关键信息）实验十二1、测量RC串联电路组成低通滤波器的幅频特性和相频特性（元件参数：R=1K?，C=0.1uF，输入信号：Vpp=3V、f=100Hz~15KHz正弦波。测量10组不同频率下的Vpp，作幅频特性曲线和相频特性曲线）。2、测量RC串联电路组成高通滤波器的幅频特性和相频特性（电路参数和要求同上）。 3、测量RC串并联（文氏电桥）电路频率特性曲线和相频特性曲线。 实验十三1、测量R、C、L阻抗频率特性（电路中用100Ω作保护电阻，分别测量R、C、L在不同频率下的Vpp，输入信号Vpp=3V、f=100Hz~100KHz的正弦波，元件参数：R=1K、C=0.1uF、L=20mH），取10组数据，作幅频特性曲线。2、搭接R、L、C串联电路，通过观测Ui（t）和UR(t)波形，找出谐振频率。将电阻换成电位器，测量不同Q值的谐振频率。 三、 实验环境（仪器用品）函数信号发生器（DG1022U），示波器(DSO-X 2012A),电位器（BOHENG），3只电阻（保护100Ω，实验1KΩ），电容器(0.1uF)，电感（20mH），面包板，Multisim 10.0（画电路图），导线若干。 四、 实验原理和电路1、当在RC和RL及RLC串联电路中加上交变电源，并不断改变电源频率时，电路的端口电压U和电阻U两端电压也随之发生规律性改变。 1）RC串联电路的稳态特性有以上公式可知，随频率的增加，I,增加，减小。当?很小时???2，电源电压主要降落在电容上，此时电容作为响应为低通滤波器；反之，??0，电压主要将在电阻上，电阻作为响应称为高通滤波器。利用幅频特性可构成不同的滤波电路，把不同频率分开。2）文氏电桥：如图电路，若R1=R2，C1=C2，则振荡频率为f0?1，正反馈的电压与输出电压同相位2?RC（此为电路振荡的相位平衡条件），实验电路图如下：五、 实验步骤和数据记录仪器测量值：电容C1=102.5nF
C2=101.7nF
电阻R1=1.007k? R2=1.016k? 1）高通滤波器:数据记录：幅频特性：相频特性：2）低通滤波器:幅频特性：相频特性：3）文氏电桥:数据记录：相频特性：六、 实验结果计算和分析1）高通滤波器：由李萨图得a=837.5mV,b=1.0V,相位差为49°，直接测量为48.1°，误差为2%；并且随着频率升高，响应电压增大，位相差减小，体现高通。 2）低通滤波器：由李萨图得a=681.25mV,b=850mV,与实际测量的误差为1%；当频率增大时，响应电压减小，位相差增大，体现出低通。3）文氏电桥：在某一频率处，响应电压最大，并且呈先增大后减小的趋势，而位相差呈先减小后增大的变化规律。 七、 实验总结本次实验了解到了RC，RL串联电路和文氏电桥的幅频和相频特性，学会了李萨图的运用，对我们以后的综合性学习有帮助。
范文四：1.实验题目：幅频特性和相频特性 2.实验摘要：o 1、在面板板上搭接RLC串联电路o 2、研究RLC串联电路的零状态响应和零输入响应。 电路参数：R=10Ω和电位器R=1K、C=0.1uF、L=20mH、电源电压Vpp=2V方波。 o 3、用示波器观测输出Uc（t）、输入Ui（t）的波形，记录过阻尼、欠阻尼和临界阻尼波形。3.实验环境：(1)、电阻一个（51Ω）,电容（0.01uF）电感（20mH）(2)、面包板 (3)、电位器 (4)、导线若干(5)、台式数字万用表(LINI-T UT805A) (6)、数字函数发生器（RIGOL DG1022U）4.实验原理RLC 串联电路，顾名思义就是将电阻、电感、电容串联起来的电路 大体如下图所示：如图，t=0时Uc=0,此时将开关闭合，可得电压方程：本次实验比较重要的一个参数是：2√（L/C）当R当R=2√（L/C）时，称为临界阻尼状态，如下图：当R>2√（L/C）时，电阻R比较大，称为过阻尼状态，Uc无法振荡，如下图：5.实验步骤和数据记录：1）、按下图在电路板上搭接电路2）、用数字函数发生器充当电源，本实验方波周期设为1.7ms,示波器通道一接入输入信号，通道二接收输出信号，通过调节电位器来调整阻值，使电路分别达到欠阻尼、临界阻尼、过阻尼状态3）、从电位器阻值为0开始往上增加电阻，此时处于欠阻尼状态，直至波形合适（大约出现6、7个峰值），采用光标法测量阻尼系数（a=ln(Um1/Um2)/Ta），注意其中周期为两个最高峰之间的时间差，另外注意测量电压时以稳定态的水平线做0V线，记录，继续增加阻值4）、当波形的振荡只剩下小小一个尖点时，达到了临界阻值状态，记录下此时的电路电阻，继续增加阻值5）、当增加到某个临界点时，波形已经固定并且不会振荡了，此时达到了过阻尼的状态，记录下电路阻值6.实验结果计算和分析1)、欠阻尼状态采用光标法测量：误差分析：1.人工测量问题：由于采用的是光标法测量，人眼的测算总会有误差，况且示波器像素比较低，在调整光标线的时候也存在对不准的问题，还有电阻也存在测量误差2.器件原因：由于理论值的计算是采用器件的标准规格来计算的，实际器件和标值可能有出入，由于当前实验室缺少测量电感的仪器，只能通过测量阻值来确保他的正常工作，因此可能存在误差（2）、临界阻尼状态3)、过阻尼状态电路电阻9.7285kΩ7.实验总结1.本次实验让我了解到了RLC电路，正如老师所说，这三个元器件非常重要，在接下来的实验中也会多次用到，这次实验让我了解他们，特别是相对生疏的电感 2.实验的过程中也存在不足，由于个人的粗心大意，示波器输出端接错位，导致波形振荡相当不明显，以后应该更进一步的预习电路图3.本次实验的进步我认为是在预习新知识方面，在实验开始前我查阅了比较多的资料，比如本次实验中极为重要的参数2√（L/C），了解了他的推断式以及在本实验中的作用，在老师讲解时可以比较轻松的明白，实验做起来也比以前有信心
范文五：HUNAN
UNIVERSITY电路实验 报
告报告题目 学生姓名 学生学号 专业班级
指导老师幅频特性和相频特性一、 二、 三、 四、 五、目录摘要: ...................................................................................................................... 2 实验环境： ............................................................................................................ 2 实验原理： ............................................................................................................ 3 实验步骤和实验记录： .......................................................................................... 5 实验总结： .......................................................................................................... 10一、 摘要:本实验的实验目的 是通过实验观察和研究RC串并联电路对正弦交流信号的稳态响应，熟练掌握示波器幅频和相位差的测量方法；掌握RC串并联电路以及文氏电桥幅频相频特性特征。二、 实验环境：测量工具：三、 实验原理：在RC串联电路中，若加在电路两端的正弦交流信号保持不变，则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时，电流（或者某元件两端的电压）与频率之间的关系特性称为幅频特性；电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称为相频特性。 1.幅频特性：当w→0时，UR→0，UC→U；当w逐渐增大时，UR随着逐渐增大，UC随着逐渐减小，当w→∞时，UR→U,UC→0。利用这样的幅频特性，可将电源中的不同频率的信号分开，从而构成各种滤波器 2.相频特性输出电压UR与输入电压U之间的相位差ΦR(=-Φ)与圆频率w有关。当w较小时，ΦR→+π/2；当w很大时，ΦR→0。另外，ΦC与ΦR是互余角，ΦC=-（π/2-|Φ|），用相频特性可组成相移电路。
A.RC低通网络： 网络函数：
H(jω)=阅读详情：阅读详情：=阅读详情：阅读详情：阅读详情：+ 阅读详情：= 阅读详情：+阅读详情：=阅读详情：∠-阅读详情：-阅读详情：(阅读详情：)幅频特性： |H(jω)| =相频特性：ψ(ω)= -阅读详情：-阅读详情：(阅读详情：) B、RC高通网络： 网络函数： H(jω)=阅读详情：阅读详情：=阅读详情：阅读详情：+ 阅读详情：= 阅读详情：+阅读详情：=阅读详情：∠-阅读详情：-阅读详情：(阅读详情：/阅读详情：)幅频特性： |H(jω)|=相频特性：ψ(ω)= 阅读详情：-阅读详情：(阅读详情：/阅读详情：) C、RC选频网络（文氏电桥）： 网络函数： H(jω)=阅读详情：阅读详情：=阅读详情：阅读详情：+阅读详情：+阅读详情：=阅读详情：阅读详情：+阅读详情：(阅读详情：-阅读详情：幅频特性：
|H(jω)|=阅读详情：+(阅读详情：-阅读详情：)阅读详情：相频特性： ψ(ω)= 阅读详情：-阅读详情：(仿真电路图：电容作为响应，低通滤波器：阅读详情：阅读详情：阅读详情：)电阻作为响应，高通滤波器：RC串并联（文氏桥电路）：四、 实验步骤和实验记录：实验前：检查所有器件是否完好.1.选择实验所需器材和元件，按实验电路图和实验要求搭接好电路。2.用函数信号发生器使其通道初始输出频率为100Hz-15Hz,峰峰值阅读详情：为3V的正弦波，改变输入频率，观察记录示波器两个波形的相位差和输出波形的峰峰值； 3.重复测量10组数据；实验结果: （其中C=100nF、R=3KΩ）. RC串联电路组成低通滤波器实验电路：当输出电压比输入电压=0.707时，其波形图如下：幅频特性：结论：当频率增大时，响应电压减小，体现出低通；结论：当频率增大时，相位差增大2.高通：当输出电压比输入电压=0.707时，其波形图如下：幅频特性：结论：当频率增大时，响应电压增大，体现出高通 相频特性：结论：当频率增大时，相位差减小3.文氏桥：幅频特性：在500HZ时，响应电压达到最大五、 实验总结：
范文六：观测RLC串联电路的幅频特性和相频特性周鹏（辽宁石油化工大学教育实验学院0902）摘要:分别通过实验手段记录RC和RL及RLC串联电路电幅值和相位随频率变化的规律曲线路的电压幅值和相位随频率变化的规律曲线，观察电路的幅频特性和相频特性，并求得RLC电路的谐振频率和品质因数。关键词：RLC串联电路，幅频特性，相频特性Observation RLC series circuit of amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristicsChengZhigang(Liaoning university education experimental college 0902)Abstract: through the experiment method respectively record RC and RL and RLC seriescircuit electricity amplitude and phase on frequency and change rules curve road voltage amplitude and phase on frequency and change rules curve, observation of the circuit amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristics, and get RLC circuit resonant frequency and quality factor.Keywords: RLC series circuit, amplitude frequency characteristics, phase frequencycharacteristics引言电容元件在交流电路中的阻抗会随电源频率的改变而变化的。将正弦交流电压加到电阻，电容组成的电路中式，各元件上的电压及行为会随之改变，这被称为电路的稳态特性。在RLC电路中，在一定条件下，能量会在电容和电感元件中产生交变，即谐振现象。谐振现象是交流电路中个很重要的物理现象，它在电子技术，电磁测量等方面有广泛应用，利用的谐振现象可测量电器元件参数，或反过来确定电源效率，改善电路的品质因数。本文试图从实验中检验并分析出RLC串联电路幅值和相位随频率变化的规律曲线。1 实验原理1.1 RC和RL及RLC串联电路的稳态特性当在RC和RL及RLC串联电路中加上交变电源，并不断改变电源频率时，电路的端口电压U和电阻U两端电压也随之发生规律性改变。1） RC串联电路的稳态特性
电路连接如下图所示UR?IR1UC??CU?UR?UC???i?c?Ucmcos??t??uc??2?????UR?iR?RC?Ucmcos??t??uc??2??1???arctan?CR有以上公式可知，随频率的增加，I, UR增加，UC减小。当?很小时????2，，电源电压主要降落在电容上，反之，??0，电压主要将在电阻上。利用幅频特性可构成不同的滤波电路，把不同频率分开。 当?RC??1时，此时??RC叫做截止圆频率，它是相频特性曲线的重要参1数。2） RL串联电路的稳态特性电路连接如下图：I?UR?IRUL?I?L??arctan?LR可见RL电路的幅频特性与电路相反，当频率增大时，I，UR减小，UL则增大。当?很小时，??0；反之????2。当?LL?1时，??，称为截止圆频率，它是相频特性RR曲线的重要参数3） RLC串联电路的稳态特性在左图的电路中，电路的总阻抗|Z|，电压U、UR、和i之间有以下关系： 122|Z|?R?(?L??C)i?U12R?(?L?)C21?L?C??R其中ω为角频率,可见以上参数均与ω有关,它们与频率的关系称为幅频特性。2 实验方法和特点2.1 实验电路及仪器根据以上分析，我们利用双踪示波器，低频功率信号源，十进制电位器（100Ω，200Ω），电容（0.1μF），电感（1mH），九孔插件方板，短接桥和连接导线，设计了上述的RC和RL及RLC串联电路。2.2 实验测量方法及要求对于RLC串联电路我们可以 通过双踪示波器测得不同频率时的U,UR的峰峰值，周期T及两波时间差?t所对应格的个数N(T)与N(?t),，由于电阻两端的电压和电流的相位相同，可通过分析波形图，从而得到电压比Au?2?N??T?UR和相位差??；测定后做出AU?f和??f曲线。 UNT
根据我校的实验设备条件，选取电阻，电容，电感以及频率范围时，应保证截止频率f0和谐振频率f0在0-20KHZ,电源电压在0-5V之间，否则会造成数值有较大误差。2.3实验数据和结果分析1
RC串联电路数据如下: R=100 ?,C=0.1?F,f0=7.965kHZωc 12.359
31.196fc(kHz) 1.967
1.346 1.113 1.047 0.93137.479
0.869 62.204
0.661 75.166
0.563 0.503 0.314 0.2772
RL串联电路数据如下: R=47?,L=1mH,f0=7.484kHZfc(kHz) 1.486
28.4830.714
0.306结束语通过自己设计实验方案，在实验中发现问题解决问题，可加深对实验原理的理解和灵活应用，提高分析问题的能力。在处理数据的过程中，可有效加强对计算机基本技能的使用。参考文献【1】 江美福，方建兴。大学物理实验教程。北京：科学出版社，-03- 【2】 黄金华，许星光,崔玉广。物理实验教程。北京：化学工业出版社，-122-07613-7观测RLC串联电路的幅频特性和相频特性周鹏（辽宁石油化工大学教育实验学院0902）摘要:分别通过实验手段记录RC和RL及RLC串联电路电幅值和相位随频率变化的规律曲线路的电压幅值和相位随频率变化的规律曲线，观察电路的幅频特性和相频特性，并求得RLC电路的谐振频率和品质因数。关键词：RLC串联电路，幅频特性，相频特性Observation RLC series circuit of amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristicsChengZhigang(Liaoning university education experimental college 0902)Abstract: through the experiment method respectively record RC and RL and RLC seriescircuit electricity amplitude and phase on frequency and change rules curve road voltage amplitude and phase on frequency and change rules curve, observation of the circuit amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristics, and get RLC circuit resonant frequency and quality factor.Keywords: RLC series circuit, amplitude frequency characteristics, phase frequencycharacteristics引言电容元件在交流电路中的阻抗会随电源频率的改变而变化的。将正弦交流电压加到电阻，电容组成的电路中式，各元件上的电压及行为会随之改变，这被称为电路的稳态特性。在RLC电路中，在一定条件下，能量会在电容和电感元件中产生交变，即谐振现象。谐振现象是交流电路中个很重要的物理现象，它在电子技术，电磁测量等方面有广泛应用，利用的谐振现象可测量电器元件参数，或反过来确定电源效率，改善电路的品质因数。本文试图从实验中检验并分析出RLC串联电路幅值和相位随频率变化的规律曲线。1 实验原理1.1 RC和RL及RLC串联电路的稳态特性当在RC和RL及RLC串联电路中加上交变电源，并不断改变电源频率时，电路的端口电压U和电阻U两端电压也随之发生规律性改变。1） RC串联电路的稳态特性
电路连接如下图所示UR?IR1UC??CU?UR?UC???i?c?Ucmcos??t??uc??2?????UR?iR?RC?Ucmcos??t??uc??2??1???arctan?CR有以上公式可知，随频率的增加，I, UR增加，UC减小。当?很小时????2，，电源电压主要降落在电容上，反之，??0，电压主要将在电阻上。利用幅频特性可构成不同的滤波电路，把不同频率分开。 当?RC??1时，此时??RC叫做截止圆频率，它是相频特性曲线的重要参1数。2） RL串联电路的稳态特性电路连接如下图：I?UR?IRUL?I?L??arctan?LR可见RL电路的幅频特性与电路相反，当频率增大时，I，UR减小，UL则增大。当?很小时，??0；反之????2。当?LL?1时，??，称为截止圆频率，它是相频特性RR曲线的重要参数3） RLC串联电路的稳态特性在左图的电路中，电路的总阻抗|Z|，电压U、UR、和i之间有以下关系： 122|Z|?R?(?L??C)i?U12R?(?L?)C21?L?C??R其中ω为角频率,可见以上参数均与ω有关,它们与频率的关系称为幅频特性。2 实验方法和特点2.1 实验电路及仪器根据以上分析，我们利用双踪示波器，低频功率信号源，十进制电位器（100Ω，200Ω），电容（0.1μF），电感（1mH），九孔插件方板，短接桥和连接导线，设计了上述的RC和RL及RLC串联电路。2.2 实验测量方法及要求对于RLC串联电路我们可以 通过双踪示波器测得不同频率时的U,UR的峰峰值，周期T及两波时间差?t所对应格的个数N(T)与N(?t),，由于电阻两端的电压和电流的相位相同，可通过分析波形图，从而得到电压比Au?2?N??T?UR和相位差??；测定后做出AU?f和??f曲线。 UNT
根据我校的实验设备条件，选取电阻，电容，电感以及频率范围时，应保证截止频率f0和谐振频率f0在0-20KHZ,电源电压在0-5V之间，否则会造成数值有较大误差。2.3实验数据和结果分析1
RC串联电路数据如下: R=100 ?,C=0.1?F,f0=7.965kHZωc 12.359
31.196fc(kHz) 1.967
1.346 1.113 1.047 0.93137.479
0.869 62.204
0.661 75.166
0.563 0.503 0.314 0.2772
RL串联电路数据如下: R=47?,L=1mH,f0=7.484kHZfc(kHz) 1.486
28.4830.714
0.306结束语通过自己设计实验方案，在实验中发现问题解决问题，可加深对实验原理的理解和灵活应用，提高分析问题的能力。在处理数据的过程中，可有效加强对计算机基本技能的使用。参考文献【1】 江美福，方建兴。大学物理实验教程。北京：科学出版社，-03- 【2】 黄金华，许星光,崔玉广。物理实验教程。北京：化学工业出版社，-122-07613-7
范文七：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???2U11）低通电路?U?2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?U11??j?C1?j?RCR?j?C ?U1所以：?U1H?j???2??H?j???????1?j?RCU1H?j???4.3.2所示，在??RCH(j?)是幅频特性，低通电路的幅频特性如图??时，H(j?)??0.707，即U21?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2图2-1 高通滤波电路
图2-2 高通滤波电路的幅频特性??U2?U1?1?R??j?C????R?j?RC??U11?j?RC所以：?Uj?RCH?j???2??H?j???????1?jRCU1其中H(j?)传输特性的幅频特性。电路的截止频率?0?RC 高通电路的幅频特性如4.3.4所示 当????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??uo其中幅频特性为：A(?)?Uo?Ui11232?(?RC?)?RC图 15-1相频特性为：f?RC??(?)??o??i??31?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1kOhm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f0?1?1.59155kHz2?RC，?0?1*1041、一阶RC低通网络： （当U21?0.707时）分析：在实验误差允许范围内，电压的幅值和相位都随着频率的增大而减小。2、一阶RC高通网络： （当U21?0.707时）分析：在实验误差允许范围内，电压的幅值都随着频率的增大而增大，相位随着频率的增大而减小。3、RC并联：分析：在实验误差允许范围内，相位随着频率的增大而减小；当ff0时，电压的幅值都随着频率的增大而减小；六、实验总结通过这次实验我理解和掌握低通、高通网络的特性，熟悉文氏电桥电路的结构特点及选频特性。
范文八：第三章
设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为?|H(?)|?K0 ??(?)???td?其中K0和td都是常数。试确定信号s(t)通过该信道后的输出信号的时域表示式，并讨论之。 解：传输函数H(?)?|H(?)|ej?(?)?K0e?j?td冲激响应h(t)?K0?(t?td)输出信号y(t)?s(t)*h(t)?K0s(t?td)讨论：该恒参信道满足无失真条件，故信号在传输过程中无失真。3-2
设某恒参信道的传输特性为：H(?)?[1?cos?T0]e?j?td其中，td为常数。试确定信号s(t)通过该信道后的输出信号表达式，并讨论之。 解：1H(?)?[1?cos?T0]e?j?td?e?j?td?(ej?T0?e?j?T0)e?j?td 211h(t)??(t?td)??(t?td?T0)??(t?td?T0) 22输出信号11y(t)?s(t)*h(t)?s(t?td)?s(t?td?T0)?s(t?td?T0) 22讨论：该信道的幅频特性为|H(?)|?1?cos?T0，因此幅度随?发生变化，必然产生幅频失真；而信道的相频特性是?的线性函数，而不会发生相频失真。3-3
设某一恒参信道可用图3-3所示的线性二端网络来等效。试求它的传输函数H(?)，并说明信号通过该信道时会产生哪些失真？解：H(?)?R?Rj?C?j?RC 1?j?RC图3-1幅频特性|H(?)|??RC??RC222相频特性?(?)?90??arctan?RC讨论
|H(?)|?常数，?(?)与?非线性关系，因此会产生幅频失真和相频失真。 3-4
今有两个恒参信道，其等效模型分别如图3-4(a)，(b)所示。试求这两个信道的群迟延特性并画出它们的群迟延曲线，并说明信号通过它们时有无群迟延失真？图3-4解：(a)
H(?)?R2R1?R2(b)
H(?)??(?)?0
?(?)??0d? 11?j?RC
?(?)?arctan?RC
?(?)?RC1?(?RC)2讨论
(a)网络无群迟延失真。(b)网络的?(?)~?是非线性关系，即群迟性特性?(?)?常数，因此有群迟延失真。3-5
一信号波形s(t)?Acos?tcos?0t，通过衰减为固定常数值、存在相移的网络。试证明：若?0>>?，且?0??附近的相频特性曲线可近似为线性，则该网络对S(t)的迟延等于它的包络的迟延（这一原理常用于测量群迟延特性）。解：s(t)?Acos?tcos?0t?A[cos(?0??)t?cos(?0??)t] 2若?0>>?，则s(t)可被视为双边带调制信号，且S(t)的包络即为Acos?t。根据?0??附近的相频特性曲线可近似为线性，可假设网络传输函数为：H( ?)?K0e?j?td相应的冲激响应h(t)?K0?(t?td)故输出信号y(t)?s(t)*h(t)?(Acos?tcos?0t)*K0?(t?td)?AK0cos?(t?td)cos?0(t?td)可见，该网络对s(t)的迟延等于对其包络的迟延，即Acos?t*K0?(t?td)?AK0cos?(t?td)3-6
假设某随参信道的两径时延差?为1ms，试求该信道在哪些频率上传输损耗最大？选用哪些频率传输信号最有利？ 解：??2?n?n??即f??n kHz?时，对传输最有利（传输极点） ???????(2n?1)??1????即f?n? kHz????时，传输损耗最大（传输零点） ?2????其中，为n正整数。3-7
图3-7(a)所示的传号和空号相间的数字信号通过了某随参信道，已知接收信号是通过该信道两条路径的信号之和。设两径的传输衰减相等（均为d0），且时延差??T/4。试画出接收信号的波形示意图。图3-7解：接收信号（波形如图3-7(b)）为?????s0(t)?Ad0?s(t?td)?s?t?td??? 4????讨论：（1）s0(t)波形展宽了，易产生码间干扰。（2）收端在每个码元中心判决，只要空号不被弥散覆盖，仍可有效判决。（3）收传号宽度减小（如归零信号），则弥散影响减小（码间串扰减小）。（4）为减小?的影响，应选码元宽度为T?(3~5)?。3-8
具有6.5MHz带宽的某高斯信道，若信道中信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz，试求其信道容量。解：根据香农公式：?S?45.5???6.5?106?log2?C?Blog2?1?1????nB?6.5?? 0???6.5?106?3?19.5Mb/s3-9
某一待传输的图片约含2.25?106个像元。为了很好地重视图片需要12个亮度电平。假若所有这些亮度电平等概率出现，试计算用3min传送一张图片时所需的信道带宽（设信道中信噪功率比为30dB）。解
每个像元x的平均信息量为H(x)?n?i?1P(xi)log21?log212?3.58bit/符号 P(xi)一幅图片的平均信息量为I?2.25?106?3.58?8.06?106bit3min传送一张图片的平均信息速率I8.06?106Rb???4.48?104b/s t3?60S??因为信道容量C?Rb选取C?Rb，根据C?Blog2?1?? ?N?C4.48?104所以信道带宽B???4.49?103Hz S?log21001?log2?1???N?
范文九：HUNAN
UNIVERSITY电路实验 报
告学生姓名
学生学号专业班级
2015 年12 月16日一.实验题目：实验十二
幅频特性和相频特性；二.实验内容：1测量RC串联电路组成低通滤波器的幅频特性和相频特性。元件参数：R=3KΩ，C=0.1uF，输入信号：Vpp=3V、f=100Hz~15KHz正弦波。 测量10组不同频率下的Vpp，作幅频特性曲线和相频特性曲线。2、测量RC串联电路组成高通滤波器的幅频特性和相频特性。电路参数和要求同上。
3、测量RC串并联（文氏电桥）电路频率特性曲线和相频特性曲线元件参数：R=3KΩ，C=0.1uF三.实验摘要：1. 观察和研究RC串并联电路对正弦交流信号的稳态响应； 2.熟练掌握示波器幅频和相位差的测量方法；3.掌握RC串并联电路以及文氏电桥幅频相频特性特征。四.实验环境：本次实验用到的仪器和元件分别是： 1. 示波器，型号为DPO2012B; 2. 函数信号发生器，型号为DG1022U； 3.面包板一块，导线若干；4. 100nF电容一个，3KΩ电阻两个；五.实验原理：1.RC低通网络： 网络函数：1阅读详情：01阅读详情：-1H(jω)=
= ∠-tan(阅读详情：)阅读详情：+ 阅读详情：1+阅读详情：幅频特性：|H(jω相频特性：ψ(ω)= -tan-1(阅读详情：)2、RC高通网络： 网络函数：阅读详情：0阅读详情：-1H(jω)=
= ∠-tan(1/阅读详情：)阅读详情：+ 阅读详情：1+阅读详情：幅频特性：|H(jω相频特性：ψ(ω)= tan-1(1/阅读详情：)3、RC选频网络（文氏电桥）： 网络函数：H(jω)= 阅读详情：阅读详情：0阅读详情：阅读详情：+阅读详情：1+阅读详情：13+阅读详情：(阅读详情：-)幅频特性：|H(jω相频特性：29+(阅读详情：-)ψ(ω)= tan(3.电路图：-113)电容作为响应时，为低通滤波器电阻作为响应时，为高通滤波器RC串并联（文氏桥电路六.实验步骤和数据记录：实验步骤：1.选择实验所需器材和元件，按实验电路和实验要求搭接好电路。2.用函数信号发生器使其通道初始输出频率为100Hz,峰峰值Vpp为3V的正弦波，示波器的通道一接输入电压，通道二接输出电压，改变输入频率，观察记录两个波形的相位差和输出波形的峰峰值； 3.重复测量10组数据；数据及波形图记录： 1.低通：当输出电压比输入电压=0.707时，其波形图如下：幅频特性：当频率增大时，响应电压减小，体现出低通；相频特性：当频率增大时，相位差增大；2.高通：当输出电压比输入电压=0.707时，其波形图如下：幅频特性：当频率增大时，响应电压增大，体现出高通；相频特性：当频率增大时，相位差减小；3.文氏桥：Vpp最大时波形图：幅频特性：在600HZ时，响应电压达到最大相频特性：随频率增大，相位差先减小后增大；七.实验结果分析从表格中可以看出，低通滤波器和高通滤波器以及文氏电路的幅频特性和相频特性各不相同，反映了各自的特性；八.实验总结：1.通过这次实验，了解了RC电路和文氏电路的幅频特性和相频特性;2.这一次的实验电路简单，而且示波器中的波形参数比较容易获得，但是参数比较多，处理起来比较麻烦；3.进一步熟悉示波器的操作，以及excel作图；
范文十：RL性研究物理与信息工程系 10级 物理学 黄谦 龚典电路幅频特性与相频特引言电容元件在交流电路中的阻抗会随电源频率的改变而变化的。将正弦交流电压加到电阻，电容组成的电路中式，各元件上的电压及行为会随之改变，这被称为电路的稳态特性。在RLC电路中，在一定条件下，能量会在电容和电感元件中产生交变，即谐振现象。谐振现象是交流电路中个很重要的物理现象，它在电子技术，电磁测量等方面有广泛应用，利用的谐振现象可测量电器元件参数，或反过来确定电源效率，改善电路的品质因数。本文试图从实验中检验并分析出RLC串联电路幅值和相位随频率变化的规律曲线。RC、RL和RLC串联电路是大学物理实验的设计性实验之一，在交流电路中，幅频特性和相频特性是RC、RL和RLC串联电路的重要性质，并在电子电路中被广泛应用。本文对实验方法进行改进，采用幅频和相频特性的测量方法，观察各种参数变化，进一步了解各种参数对幅频特性和相频特性的影响。1 实验原理1.1 RC和RL及RLC串联电路的稳态特性的比较当在RC和RL及RLC串联电路中加上交变电源，并不断改变电源频率时，电路的端口电压U和电阻U两端电压也随之发生规律性改变。在RC，RL，RLC串联电路中，若加在电路两端的正弦交流信号保持不变，则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时，电流(或者某元件两端的电压)与频率之间的关系特性称为幅频特性；电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称位相频特性[1七]。1） RC串联电路的稳态特性
电路连接如下图所示UR?IRUC?1 ?CU?UR?UC???i?c?Ucmcos??t??uc??2?????UR?iR?RC?Ucmcos??t??uc??2?????arctan1?CR有以上公式可知，随频率的增加，I, UR增加，当?很小时???UC减小。?2，，电源电压主要降落在电容上，反之，??0，电压主要将在电阻上。利用幅频特性可构成不同的滤波电路，把不同频率分开。1当?RC??1时，此时??叫做截止圆频率，它是相频特性曲线的RC重要参数。2） RL串联电路的稳态特性电路连接如下图：I?UR?IRUL?I?L??arctan?LR可见RL电路的幅频特性与电路相反，当频率增大时，I，UR减小，UL则增大。当?很小时，??0；反之????2。当?LR?1时，??L，称为截止圆频率，R它是相频特性曲线的重要参数3） RLC串联电路的稳态特性在左图的电路中，电路的总阻抗|Z|，电压U、UR、和i之间有以下关系：122|Z|?R?(?L??C)i?U12R?(?L?)C21?L???arctanR其中ω为角频率,可见以上参数均与ω有关,它们与频率的关系称为幅频特性。2 实验方法和特点2.1 实验电路及仪器根据以上分析，我们利用双踪示波器，低频功率信号源，十进制电位器（100Ω，200Ω），电容（0.47μF），电感（10mH），九孔插件方板，短接桥和连接导线，设计了上述的RC和RL及RLC串联电路。2.2 设计提示当电流流过电感线圈时会受到线圈的抵抗，电感L是线圈抵抗电流变化的一项参数。电感的感抗大小取决于电感L和交流电流的频率f，可用公式X=3.28fL计算。线圈的感抗可用通过RL电路测量出来。用电压表测出R两端的电压U及L两端的电压U，把欧姆定律推广到交流电路中，由于在交流电路中线圈除了感抗外本身还有电阻，在上述测量过程中会带来误差。2.3 实验测量方法及要求对于RLC串联电路我们可以 通过双踪示波器测得不同频率时的U,UR的峰峰值，周期T及两波时间差?t所对应格的个数N(T)与N(?t),，由于电阻两端的电压和电流的相位相同，可通过分析波形图，从而得到电压比Au???f曲线。2?N??T?UR和相位差??；测定后做出AU?f和NTU根据我校的实验设备条件，选取电阻，电容，电感以及频率范围时，应保证截止频率f0和谐振频率f0在0-20KHZ,电源电压在0-5V之间，否则会造成数值有较大误差。2.3实验数据和结果分析1.在50Hz到5KHz频率变化范围内f与U(R).U(L)的关系。1
RC串联电路数据如下: R=100 ?,C=0.1?F,f0=7.965kHZωc 12.359
fc(kHz) 1.967
1.346 1.113 1.047 0.93137.479
0.869 62.204
0.661 75.166
0.563 0.503 0.314 0.2772
RL串联电路数据如下: R=50?,L=10 mAmH,fc(kHz) 1.511
Au ?(?)0.452
0.6923 实验研究总结(1)在观察波形时，室内的光线不宜过亮，否则屏幕不宜观察。当信号用AC耦合模式时，由于黑棒内部是连通的，可以不需要用两个端子，都则一个信号将无法显示，即被短路。屏幕亮度也不应过高，否则波形线条会很粗，造成读数不准确。(2)当厂过高或过低时，信号都难以测量，不稳定。并且读数时需注意横纵坐标的单位标度大小，便于测量相位差，触发耦合可选CHl，此时读数比较简单。 (3)在进行RL串联电路的测量实验时，导线的接触性对实验较重要，当信号几乎为一条平直的直线时，很可能是由于接触不良引起的，应及时换线。(4)理论上，L两端电压会随着厂的增大而增大，电感值貌似可以任意选取，但实际操作不可行。我第一次采用40uH的电感线圈，由于参数国小，电感两端所占电压过小，几乎看不出来，在示波器上显示出非常淡且模糊的曲线，只有即mV的强度，无法从屏幕观察，整个电路呈电阻性。(5)在测幅度时，纵向的单位刻度不宜取过大，否则精度不高，无法看出变化。(6)在进行最后一个电路RLC串联电路的测量时，第一次采用47 uF，10 uF的电容效果均不理想，原因可能是由于电容过大。当厂不足够大时，C上所占的电压非常小，实际不可观察到理想的曲线，建议改为小电容如4 700 uF。(7)还有一个测量的问题，即共地，注意两个端口只能接3根线，且其中一个黑端子注意位置，不要造成短路。综上所述：不难得出，在RC，RL，RLC串联电路中，各元件上的电压幅度及相位随信号频率的改变而改变。在RLC串联电路中，当信号频率等于电源的圆频率时，电路达到共振，此时U和f之间的相位差为0。}