哈工大电路自主设计实验

姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩影响RLC带阻滤波器性能参数的因素的研究与验证1.实验目的（1）学习带阻滤波器的设计方法（2）测量RLC带阻滤波器幅频特性曲线（3）研究电阻、电容和品质因素Q对滤波器性能的影响（4）加深对滤波器滤波概念的理解2.总体设计方案或技术路线（1）理论推导，了解滤波器的主要性能参数及与滤波器性能有关的因素（2）设计RLC带阻滤波器电路图（3）研究电阻R对于滤波器参数的影响（4）研究电容C对于滤波器参数的影响（5）研究电感L对于滤波器参数的影响（6）合理设计实验测量，结合电容C和电感L对滤波器参数的影响（7）将实际测量结果与理论推导作对比，并分析实验结果3.实验电路图V110Vac0VdcC10.01uL10.212R12K0V0V0V0V0V-V+4.仪器设备名称、型号函数信号发生器1台FLUKE190-104数字便携式示波表1台十进制电阻箱1只十进制电容箱1只十进制电感箱1只5.理论分析或仿真分析结果带阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带通滤波器的概念相对。理想带阻滤波器在阻带内的增益为零。带阻滤波器的中心频率fo，品质因素Q和抑制带宽BW之间的关系为仿真结果：R=2000ΩC=0.01ufL=0.2HR=1500ΩC=0.01ufL=0.2HR=500ΩC=0.01ufL=0.2HR=2000ΩC=0.02ufL=0.2HR=2000ΩC=0.05ufL=0.2HR=2000ΩC=0.01ufL=0.1HR=2000ΩC=0.01ufL=0.5H改变R时对比图改变C时对比图改变L时对比图6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）电阻R对于滤波器参数的影响任务1：电路如图所示，其中信号源输出Us=5V，电容C=0.01uF，电感L=0.2H，根据下表所示,选择不同电阻值测量输出幅频特性R=2000f/kHz1.02.5fc1=3.0383.23.4fo=3.543.74fc2=4.30557U/V4.854.132.802.080.920.261.052.473.354.224.72R=1500f/kHz12.5fc1=3.183.23.4fo=3.543.74fc2=4.2357U/V4.874.412.672.561.210.341.362.993.644.474.78R=50f/kHz1.53fc1=3.483.52fo=3.543.57fc2=473.4623.543.586U/V4.94.71.921.61.00.951.081.201.464.465根据所测数据在下图画出三条对应的幅频特性曲线，并根据图中实验结果进行分析分析结果：由图看出，当R变化，LC不变时，中心频率不变，但是阻带宽度随着R变大而变大。（2）电容C对于滤波器参数的影响任务1：电路如图所示，其中信号源输出Us=5V，电阻R=2kΩ，电感L=0.2H，根据下表所要求的数据测量输出幅频特性C=0.01f/kHz12.5fc1=3.0383.23.4fo=3.5383.74fc2=4.30557U/V4.854.32.802.080.920.261.052.473.354.224.72C=0.02f/kHz11.5fc1=1.952.12.3fo=2.4992.83.5fc2=3.857U/V4.694.203.052.41.30.191.713.674.14.554,8C=0.05f/kHz0.50.7fc1=1.0791.21.4fo=1.58722.5fc2=2.70257U/V4.634.33.042.441.240.1752.103.373.74.624.75根据所测数据在下图画出三条对应的幅频特性曲线，并根据图中实验结果进行分析分析结果：由图看出，随着C变化，RL不变时，中心频率随之改变，但阻带宽度不随C的变化而变化。（3）电感L对于滤波器参数的影响任务1：电路如图所示，其中信号源输出Us=5V，电容C=0.01uF，电阻R=2KΩ，根据下表所要求的数据测量输出幅频特性L=0.1f/kHz13fc1=4.874.94.92fo=4.955.46fc2=6.5579U/V4.854.210.3160.2450.2130.1971.472.803.513.894.56L=0.2f/kHz12.5fc1=3.383.23.4fo=3.5383.74fc2=4.30557U/V4.854.32.802.080.920.261.052.473.354.224.72L=0.5f/kHz11.5fc1=1.98423.5fo=2.2542.352.5fc2=2.6134U/V4.834.623.33.21.60.3891.42.923.544.414.76根据所测数据在下图画出三条对应的幅频特性曲线，并根据图中实验结果进行分析分析结果：由图可知，当C、R不变，改变L时随着L增大，中心频率和阻带宽度都减少。（4）根据上述几组实验数据，分析以下情况：1.中心频率相同时，电感L和电容C的变化对带阻滤波器参数的影响，选取元件参数作图比较并分析第一组R=2000ΩL=0.2HC=0.01uf第二组R=2000ΩL=0.1HC=0.02uf结果分析：仅阻频带带宽变化，其他参数不受影响，且阻频带带宽与L成正比7.实验结论1）当R变化，LC不变时，中心频率不变，但是阻带宽度随着R变大而变大。（2）随着C变化，RL不变时，中心频率随之改变，但阻带宽度不随C的变化而变化。（3）当C、R不变，改变L时随着L增大，中心频率和阻带宽度都减少。（4）中心频率不变时，L、C变化，仅阻频带带宽变化，其他参数不受影响，且阻频带带宽与L成反比。（5）中心频率和品质因素一致时，R、L、C变化不影响带阻滤波器的参数。（6）综上所述，R,L,C通过影响中心频率和品质因素来影响带阻滤波器参数，中心频率一定时，C对带宽没有影响8.实验中出现的问题及解决对策出现问题：在改变电感的实验时，由于电感箱不同量值对应电感内阻的变化，导致截止频率与仿真有少许偏移。解决对策：适当改变电阻，以抵消内阻变化带来的影响，在一定范围内减小误差。9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议通过实验设计的过程让我对于实验有了更深的理解，如何在设计实验的时候考虑到它的方方面面，使实验过程更完善，更具有说明性，这都是在设计过程中需要考虑的问题，平常做实验感觉不到，自己亲身设计后才体验到这一点。对于实验室的建议，可以增设一些指导课程，使学生在设计过程中不那么盲目不知道该怎么设计。10．参考文献[1]齐凤艳.电路实验教程[M].北京：机械工业出版社，2009[2]刘颖,王向军.电路实验教程[M].北京：国防工业出版社，2008[3]孙立山,陈希有,霍炬,刘洪臣.电路基础理论(第四版)[M].高等教育出版社2013