主頁 > 技術文章 > 電路分析實驗箱-RC選頻網絡特性測量 2025-07-15

電路（lù）分析實驗箱-RC選（xuǎn）頻網絡特性（xìng）測量

一（yī）、實驗目的（de）
1.熟悉文氏電橋電路的結構特點及應用（yòng）。
2.學（xué）習用交流電（diàn）壓（yā）表和示波器（qì）測（cè）定文（wén）氏電橋（qiáo）的幅頻特性和相頻特（tè）性。
二、實驗原理
文氏電橋電（diàn）路是（shì）一個RC的串、並聯電路，如圖14-1所示，該（gāi）電路結構簡（jiǎn）單，被廣泛應用於低頻（pín）振蕩電路中作為選頻環節，可以獲得很高純度的正弦波電壓。

圖14-1
1.用函數信號發（fā）生器的正弦輸出信號作為（wéi）電橋的激勵信號U_i，並保持信號電（diàn）壓（yā）U_i不變的情況下，改變輸入信號的（de）頻率f，用交流毫（háo）伏表（biǎo）或示波器測（cè）出相（xiàng）應於各個頻率點的輸出電壓值U_O，將這些（xiē）數據畫（huà）在以頻率f為橫軸，輸出電壓U_O為縱軸的坐標紙上（shàng），用一條光滑（huá）的曲線連接這（zhè）些點（diǎn），該曲線就是電路的幅頻曲線。
文氏電橋（qiáo）的一個特點是（shì）其輸出電（diàn）壓幅（fú）度不僅會隨輸入（rù）信（xìn）號的（de）頻率（lǜ）變化，而（ér）且會出現一個與輸入電壓同相位的最大（dà）值。如圖14-2所（suǒ）示。

圖14-2
由電路分析（xī）得（dé）知，該網絡的傳遞函數為

當角頻率

時，則

，此（cǐ）時，

與（yǔ）

同相。即RC串、並聯電路具有帶通特性。
2.將上述電路的（de）輸入和輸出分別接入雙（shuāng）蹤示波器的兩個輸（shū）入（rù）端YA和YB，改（gǎi）變輸入正弦信號的頻率，觀察（chá）相應的輸入和輸出波形的時延

及信號（hào）的周期T，則兩波形（xíng）間的相位差為

（輸（shū）出相位與輸（shū）入相（xiàng）位之差）
將各個不同頻率下的相位（wèi）差Ф畫在以頻率f為（wéi）橫軸，以相（xiàng）位差Ф為縱軸的坐標紙上（shàng），用一條光滑的曲線連接（jiē）這些點，該曲線就是電路的（de）相頻曲線。如圖14-3所示。

圖14-3
由（yóu）電路分析理論得知，當

時，即

時，Ф=0，即（jí）U_O和U_i同相位，相位差（chà）為（wéi）零（líng）。
三、實驗設備

序號	名稱	型號與規格	數量	備注
1	低頻信號發生器		1
2	交流毫伏表		1
3	雙（shuāng）蹤示波器		1

四、實驗內容與步（bù）驟（zhòu）
1.測量RC串、並聯（lián）電路的幅頻特性。
（1）按圖14-1電（diàn）路接線（xiàn），取（qǔ）R=1K，C=0.1μF。
（2）調節低頻信號源的輸出電壓為3V的正弦波，接到（dào）圖14-1的輸入端U_i。
（3）改變信號源頻率f，並保持Ui=3V不變（biàn），測量輸（shū）出電（diàn）壓U_O，記錄數據。（可先測量β=1/3時的頻率f₀，然後再（zài）在f₀左右設置其它頻率點，測量U_O）
（4）另選一組參數，取R=2KΩ，C=0.22μF，重複上述測量。
（5）將上述測量數據填入表14-1。
表14-1

R=1KΩ C=0.1μF	f(HZ)
R=1KΩ C=0.1μF	U0(v)
R=200Ω C=2.2μF	f(HZ)
R=200Ω C=2.2μF	U0(v)

2.測量RC串、並聯電路的相頻特性
將（jiāng）圖14-1電路的輸入輸出端（U_i、U_O）分別接至雙蹤示波器的兩個輸入端YA和YB，改變輸入信號頻率，觀察不（bú）同頻率點處，相應的輸入與（yǔ）輸出（chū）波形間（jiān）的時延τ及信號周期T，計算兩（liǎng）波形間的相位（wèi）差（chà）。將數據填入（rù）表14-2。
表14-2

R=1KΩ C=0.1μF	f(Hz)
	T(ms)
	τ(ms)
	相位差Φ
R=2KΩ C=0.22μF	f(Hz)
	T(ms)
	τ(ms)
	相位差Φ

五、實（shí）驗注意事項（xiàng）
由於低頻信號源內阻（zǔ）的影響（xiǎng），注意在調節輸出頻（pín）率時（shí），應同時調節輸出幅度，使實驗電路的輸入電壓（yā）保持不變。
六、預習思考題
1.根據電路的兩組參數，分別估算文氏電橋的固有頻率。
2.推導RC串並聯電路的幅頻（pín）、相頻（pín）特（tè）性的（de）數學表（biǎo）達式。
七、實驗報告（gào）
1.根據實驗數據，繪製幅頻特性和相頻（pín）特性曲線，找（zhǎo）出（chū）最大（dà）值，並與（yǔ）理論計算值比較。
2.討論實驗結果。

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