【正文】 時(shí)Ui=UR=U0，UL=UC=QUi，式中的Q稱為電路的品質(zhì)因數(shù)。電路品質(zhì)因數(shù)Q值的兩種測量方法一是根據(jù)公式Q=UL/U0=UC/U0測定，UC與UL分別為諧振時(shí)電容器C和電感線圈L上的電壓；另一種方法是通過測量諧振曲線的通頻帶寬度△f=f2－f1，再根據(jù)Q=f0/(f2－f1)求出Q值。式中f0為諧振頻率，f2和f1是失諧時(shí)，亦即輸出電壓的幅度下降到最大值的（=）倍時(shí)的上、下頻率點(diǎn)。Q值越大，曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越好。在恒壓源供電時(shí)，電路的品質(zhì)因數(shù)、選擇性與通頻帶只決定于電路本身的參數(shù)，而與信號(hào)源無關(guān)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1低頻信號(hào)發(fā)生器12交流毫伏表13雙蹤示波器14實(shí)驗(yàn)線路元件R=330Ω；C=3300pF；L約30Mh；r=30Ω5頻率計(jì)1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按圖122組成監(jiān)視、測量電路。先選用CR1。用萬用表的交流毫伏擋測電壓，用示波器監(jiān)視信號(hào)源輸出。令信號(hào)源輸出電壓Ui = 4VPP，并保持不變。找出電路的諧振頻率f0，其方法是，將毫伏表接在R（330Ω）兩端，令信號(hào)源的頻率由小逐漸變大（注意要維持信號(hào)源的輸出幅度不變），當(dāng)U0的讀數(shù)為最大時(shí)，讀得頻率計(jì)上的頻率值即為電路的諧振頻率f0，并測量UC與UL之值，注意及時(shí)更換毫伏表的量限。圖122在諧振點(diǎn)兩側(cè)，按頻率遞增或遞減500Hz或1KHz，依次各取8個(gè)測量點(diǎn)，逐點(diǎn)測出U0，UL，UC之值，記入數(shù)據(jù)表格。f(KHz)U0(V)UL(V)UC(V)Ui = 4VPP C = 3300PF，R = 330Ω， f0 = f2－f1 = Q =改變電阻值，重復(fù)步驟2，3的測量過程f(KHz)U0(V)UL(V)UC(V)Ui = 4VPP C = 3300PF，R = ， f0 = f2－f1 = Q =五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)測試頻率點(diǎn)的選擇應(yīng)在靠近諧振頻率附近多取幾點(diǎn)。在變換頻率測試前，應(yīng)調(diào)整信號(hào)輸出幅度（用示波器監(jiān)視輸出幅度）使其維持在4VPP。測量UC和UL數(shù)值前，應(yīng)將毫伏表的量限改大，而且在測量UL與UC時(shí)毫伏表的“+”端應(yīng)接電容C與電感L的公共點(diǎn)。六、預(yù)習(xí)思考題根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路板給出的元件參數(shù)值，估算電路的諧振頻率。改變電路的哪些參數(shù)可以使電路發(fā)生諧振，電路中R的數(shù)值是否影響諧振頻率值？如何判別電路是否發(fā)生諧振？測試諧振點(diǎn)的方案有哪些？電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，為什么輸入電壓不能太大，如果信號(hào)源給出3V的電壓，電路諧振時(shí)，用交流毫伏表測UL和UC，應(yīng)該選擇用多大的量限？ 要提高R、L、C串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)，電路參數(shù)應(yīng)如何改變？ 本實(shí)驗(yàn)在諧振時(shí)，對應(yīng)的UL與UC是否相等？如有差異，原因何在？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)測量數(shù)據(jù)，繪出不同Q值時(shí)三條幅頻特性曲線，即：U0 = f (f)， UL = f (f)， UC = f (f)計(jì)算出通頻帶與Q值，說明不同R值時(shí)對電路通頻帶與品質(zhì)因數(shù)的影響。對兩種不同的測Q值的方法進(jìn)行比較，分析誤差原因。諧振時(shí)，比較輸出電壓U0與輸入電壓Ui是否相等？試分析原因。通過本次實(shí)驗(yàn)，總結(jié)、歸納串聯(lián)諧振電路的特性。實(shí)驗(yàn)十三 雙口網(wǎng)絡(luò)測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解雙口網(wǎng)絡(luò)的基本理論。 掌握直流雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)的測量技術(shù)。 二、原理說明 對于任何一個(gè)線性網(wǎng)絡(luò)，我們所關(guān)心的往往只是輸入端口和輸出端口電壓和電流間的相互關(guān)系，通過實(shí)驗(yàn)測定方法求取一個(gè)極其簡單的等效值雙口電路來替代原網(wǎng)絡(luò)，此即為“黑盒理論”的基本內(nèi)容。 一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)兩端口的電壓和電流四個(gè)變量之間的關(guān)系，可以用多種形式的參數(shù)方程來表示。本實(shí)驗(yàn)采用輸出口的電壓U2和電流I2作為自變量，以輸入口的電壓U1和電流I1作為應(yīng)變量，所得的方程稱為雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸方程，如圖131所示的無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)（又稱為四端網(wǎng)絡(luò)）的傳輸方程為： 圖131U1=AU2+BI2 I1=CU2+DI2 式中的A、B、C、D為雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)，其值完全決定于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及各支路元件的參數(shù)值，這四個(gè)參數(shù)表征了該雙口網(wǎng)絡(luò)的基本特性，它們的含義是： A= U1/U2 （令I(lǐng)2=0，即輸出口開路時(shí)） B= U1/I2 （令U2=0，即輸出口短路時(shí)） C= I1/U2 （令I(lǐng)2=0，即輸出口開路時(shí)） D= I1/I2 （令U2=0，即輸出口短路時(shí)） 由上可知，只要在網(wǎng)絡(luò)的輸入口加上電壓，在兩個(gè)端口同時(shí)測量其電壓和電流，即可求出A、B、C、D四個(gè)參數(shù)，此即為雙端口同時(shí)測量法。 若要測量一條遠(yuǎn)距離輸電線構(gòu)成的雙口網(wǎng)絡(luò)，采用同時(shí)測量法就很不方便，這時(shí)可采用分別測量法，即先在輸入口加電壓，而將輸出口開路和短路，在輸入口測量電壓和電流，由傳輸方程可得： R10= U10/I10=A/C（令I(lǐng)2=0，即輸出口開路時(shí)） R1S= U1S/I1S=B/D (令U2=0，即輸出口短路時(shí)） 然后在輸出口加電壓測量，而將輸入口開路和短路，此時(shí)可得 R20= U20/I20=D/C（令I(lǐng)2=0，即輸入口開路時(shí)） R2S= U2S/I2S=B/A（令U2=0，即輸入口開路時(shí)） RR1S、RR2S分別表示一個(gè)端口開路和短路時(shí)，另一端口的等效輸入電阻，這四個(gè)參數(shù)有三個(gè)是獨(dú)立的（ ∵R10/R20=R1S/R2S=A/D）即AD—BC=1。至此，可求出四個(gè)傳輸參數(shù)：，， 雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后的等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)亦可采用前述的方法之一求得，從理論推出兩雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后的傳輸參數(shù)與每一個(gè)參加級聯(lián)的雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)之間有如下的關(guān)系：A=A1A2+B1C2 B=A1A2+B1D2C=C1A2+D1C2 D=C1B2+D1D2三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源2數(shù)字直流電壓表3數(shù)字直流毫安表4雙口網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)電路板四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容雙口網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)線路如圖132所示。 圖132將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)到10V，作為雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入。按同時(shí)測量法分別測定兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)ABCD1和ABCD2，并列出它們的傳輸方程。雙口網(wǎng)絡(luò)I輸出端開路I12=0測量值計(jì)算值U110（V）U120（V）I110（mA）A1B1輸出端短路U12=0U11S（V）I11S（V）I12S（mA）C1D1雙口網(wǎng)絡(luò)Ⅱ輸出端開路I22=0測量值計(jì)算值U210（V）U220（V）I210（mA）A2B2輸出端短路U22=0U21S（V）I21S（V）I22S（mA）C2D2將兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后，用兩端口分別測量法測量級聯(lián)后等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)A、B、C、D，并驗(yàn)證等效雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)與級聯(lián)的兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)之間的關(guān)系。輸出端開路I2=0輸出端短路U2=0計(jì)算傳輸參數(shù)U10(V)I10(V)R10(V)U1S(V)I1S(V)R1S(V)輸入端開路I1=0輸入端短路U1=0U20(V)I20(mA)R20(KΩ)U2S(V)I2S(mA)R2S(KΩ)A=B=C=D=五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)用電流插頭插座測量電流時(shí)，要注意判別電流表的極性及選取適合的量程（根據(jù)所給的電路參數(shù)，估算電流表量程）。兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)時(shí)，應(yīng)將一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)I的輸出端與另一雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入端聯(lián)接。六、預(yù)習(xí)思考題試述雙口網(wǎng)絡(luò)同時(shí)測量法與分別測量法的測量步驟、優(yōu)缺點(diǎn)及其適用情況。本實(shí)驗(yàn)方法可否用于交流雙口網(wǎng)絡(luò)的測定？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成對數(shù)據(jù)表格的測量和計(jì)算任務(wù)。列出參數(shù)方程。驗(yàn)證級聯(lián)后等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)與級聯(lián)的兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)之間的關(guān)系?？偨Y(jié)、歸納雙口網(wǎng)絡(luò)的測試技術(shù)。實(shí)驗(yàn)十四 RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜の氖想姌螂娐返慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用。學(xué)習(xí)用交流電壓表和示波器測定文氏電橋的幅頻特性和相頻特性。二、實(shí)驗(yàn)原理文氏電橋電路是一個(gè)RC的串、并聯(lián)電路，如圖141所示，該電路結(jié)構(gòu)簡單，被廣泛應(yīng)用于低頻振蕩電路中作為選頻環(huán)節(jié)，可以獲得很高純度的正弦波電壓。圖141用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的正弦輸出信號(hào)作為電橋的激勵(lì)信號(hào)Ui，并保持信號(hào)電壓Ui不變的情況下，改變輸入信號(hào)的頻率f，用交流毫伏表或示波器測出相應(yīng)于各個(gè)頻率點(diǎn)的輸出電壓值UO，將這些數(shù)據(jù)畫在以頻率f為橫軸，輸出電壓UO為縱軸的坐標(biāo)紙上，用一條光滑的曲線連接這些點(diǎn)，該曲線就是電路的幅頻曲線。文氏電橋的一個(gè)特點(diǎn)是其輸出電壓幅度不僅會(huì)隨輸入信號(hào)的頻率變化，而且會(huì)出現(xiàn)一個(gè)與輸入電壓同相位的最大值。如圖142所示。圖142由電路分析得知，該網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為當(dāng)角頻率時(shí)，則，此時(shí)，與同相。即RC串、并聯(lián)電路具有帶通特性。將上述電路的輸入和輸出分別接入雙蹤示波器的兩個(gè)輸入端YA和YB，改變輸入正弦信號(hào)的頻率，觀察相應(yīng)的輸入和輸出波形的時(shí)延及信號(hào)的周期T，則兩波形間的相位差為（輸出相位與輸入相位之差）將各個(gè)不同頻率下的相位差Ф畫在以頻率f為橫軸，以相位差Ф為縱軸的坐標(biāo)紙上，用一條光滑的曲線連接這些點(diǎn)，該曲線就是電路的相頻曲線。如圖143所示。 圖143由電路分析理論得知，當(dāng)時(shí)，即時(shí)，Ф=0，即UO和Ui同相位，相位差為零。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1低頻信號(hào)發(fā)生器12交流毫伏表13雙蹤示波器1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟測量RC串、并聯(lián)電路的幅頻特性。（1）按圖141電路接線，取R=1K，C=。（2）調(diào)節(jié)低頻信號(hào)源的輸出電壓為3V的正弦波，接到圖141的輸入端Ui。（3）改變信號(hào)源頻率f，并保持Ui=3V不變，測量輸出電壓UO，記錄數(shù)據(jù)。（可先測量β=1/3時(shí)的頻率f0，然后再在f0左右設(shè)置其它頻率點(diǎn)，測量UO）（4）另選一組參數(shù)，取R=2KΩ，C=，重復(fù)上述測量。（5）將上述測量數(shù)據(jù)填入表141。表141R=1KΩC=f(HZ)U0(v)R=200ΩC=f(HZ)U0(v)測量RC串、并聯(lián)電路的相頻特性將圖141電路的輸入輸出端（Ui、UO）分別接至雙蹤示波器的兩個(gè)輸入端YA和YB，改變輸入信號(hào)頻率，觀察不同頻率點(diǎn)處，相應(yīng)的輸入與輸出波形間的時(shí)延τ及信號(hào)周期T，計(jì)算兩波形間的相位差。將數(shù)據(jù)填入表142。表142R=1KΩC=f(Hz)T(ms)τ(ms)相位差ΦR=2KΩC=f(Hz)T(ms)τ(ms)相位差Φ五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)由于低頻信號(hào)源內(nèi)阻的影響，注意在調(diào)節(jié)輸出頻率時(shí)，應(yīng)同時(shí)調(diào)節(jié)輸出幅度，使實(shí)驗(yàn)電路的輸入電壓保持不變。六、預(yù)習(xí)思考題根據(jù)電路的兩組參數(shù)，分別估算文氏電橋的固有頻率。推導(dǎo)RC串并聯(lián)電路的幅頻、相頻特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制幅頻特性和相頻特性曲線，找出最大值，并與理論計(jì)算值比較。討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)十五 負(fù)阻抗變換器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 加深對負(fù)阻抗概念的認(rèn)識(shí)，掌握對含有負(fù)阻的電路分析研究方法。 了解負(fù)阻抗變換器的組成原理及其應(yīng)用。 學(xué)習(xí)掌握負(fù)阻器的各種測試方法。二、原理說明 負(fù)阻抗是電路理論中的一個(gè)重要的基本概念，在工程實(shí)踐中有廣泛的應(yīng)用。負(fù)阻的產(chǎn)生除某些非線性元件（如燧道二極管）在某個(gè)電壓或電流的范圍內(nèi)具有負(fù)阻特性外，一般都由一個(gè)有源雙口網(wǎng)絡(luò)來形成一個(gè)等值的線性負(fù)阻抗。該網(wǎng)絡(luò)由線性集成電路或晶體管等元件組成，這樣的網(wǎng)絡(luò)稱作