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实验十五 LC滤波器 一、实验目的 幅频特性的测量 DDS 函数信号发生器 2、晶体管毫伏表 相位差的测量 双踪法测量原理 二、实验原理 三、实验内容 H(f)– f曲线（最好选用对数坐标纸绘图） 四、回答问题 * 一、实验目的 二、实验原理 三、实验内容 四、回答问题 预习实验原理部分 要求写实验报告 通过对LC滤波器传输特性的测试和观察，加深对滤波概念的理解，了解信号的频谱与信号波形的关系。 （1）点测法 信号源 被测网络 毫伏表 如果要作出U2的幅频特性即U2~f曲线，在测试过程中，改变激励电压的频率时，必须注意监测和保证U1幅度不变。 共地 加载测量U1=2v(恒定） （2）扫频法(扫频仪的构成） 扫 描 发 生 器 扫频信号发 生 器 被测网络 峰值检波 器 1.Shift键选择键外面板上功能。 2.??配合旋钮，选择要调节某一位[数字闪动]。 3.数字键输入后，按触发确定。 4.不要选择AM,FM,SWEEP,BRUST等调幅,调频, 扫描等特种波形.(下面不要有小字显示) 此位待调准 微调旋钮 A路输出 上档选择 上档功能 信号源面板介绍 2号低通滤波器 3号高通滤波器 4号、5号待判断 点阻滤波器 使用方法： 1、选择量程，避免“打表”。 2、正确读数。 3、地端接牢。 4、测量完毕，先关断电源，再拆导线。 方法有多种： 1、直接用相位计测量； 2、用示波器通过李沙育图形测量； 3、双踪示波器用双踪法测量； 4、电表法测量。 1 0.707 ωc ω 0 1 0.707 ωc ω 0 1 0.707 ω 0 1 0.707 ω 0 带阻 低通 高通 带通 补充：其它滤波器知识 方波(占空比50%)的分解(所有奇次谐波之和,幅度反比衰减)： 1. 测量低通滤波器（2号电路）和高通滤波器（3号电路）的幅频（H~f）特性。 由于是测频率特性，所以信号要用正弦波。要求信号电压幅度恒定为2.00V，信号频率范围为200Hz~50.0kHz。 注意: 在截止频率附近(曲线拐弯处)应多测几个点。 测 测 测 测 测 测 测 测 H(f)=U2/U1 测 测 测 测 测 U2(V) 测 测 测 测 测 U1(V) 50.0 fc 0.2 频率(KHZ) 电压（V) 注意：1。每次改变频率，保持U1=2V不变，用毫伏表监测。 2。带载测量（即将激励信号，加到网络上再调节和测量）。 3。合理选择f点（远端5K一点，fc附近2K一点)。 4。特别要求测量出截止频率fc,并标出此处U2电压值。 此表一式两份，低通和高通滤波器均可使用。 2. 测量4号和5号滤波器的传通范围。先在1.00kHz~50.0kHz频率范围内变化信号源频率，用晶体管毫伏表监测网络输出电压的变化规律，从而确定该网络是带通网络还是带阻网络；然后测定最大输出电压U2m值（在改变频率时要保持输入电压U1值不变）；最后根据U2m/√2值来测定网络的两个截止频率fc1和fc2值。再根据网络是带通还是带阻网络来确定传通范围。 判断并回答电路的性质： X号电路是………..滤波器，其传通（/阻断）范围是……….到………..Khz. 3. 在2号低通滤波器的输入端，分别输入Upp=2.0V，频率为3.00kHz、10.0kHz和30.0kHz的方波信号。用双踪示波器观察并绘出各自对应的输入、输出波形。 注意：以方波的上升边作为零时刻，输入、输出波形画在同一坐标上，要画一个周期。 （1）测网络的H~f特性时，是否一定要保持输入电压U1不变？为什么？ （2）对实验内容（3），输入均为方波，只是频率不同，为什么输出波形差别很大？试用信号频谱理论结合网络幅频特性进行解释。 * * * 4.RLC串联电路幅频特性 图10-5为RLC串联电路原理图，其回路阻抗表示为 （10-2） 图10-5 RLC串联电路 （1）谐振条件 当XL=XC时，电路谐振，由此得谐振频率为 （10-3） (2)电路串联谐振的特点 阻抗最小 Z=R 电流最大 I0=U/R L和C上的电压为 （10-4） UL=UC=QU 式中 称为回路品质因数，一般Q》1。 （3）谐振曲线（I/I0~f曲线） 回路阻抗可改写为 |Z|= 保持信号电压幅值U不变而改变信号频率，则回路电流随频率的变化关系可写为 （10-5） 据上式可画出I/I0~f归一化谐振曲线，回路Q值不同时曲线形状不同，如图10-6所示。 当I/I0由1下降到0.707时的两个频率为f1、f2，其差值定义为串联谐振的通频带；即B=f2-f1。 串联谐振电路的品质因数可由通频带