RLC 串联谐振电路的实验研究
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2021-01-20
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RLC 串联谐振电路的实验研究串联谐振电路的实验研究
摘 要： 从RLC 串联谐振电路的方程分析出发， 推导了电路在谐振状态下的谐振频率、通频带、品质因数和输
入阻抗， 并且基于Multisim 10 仿真软件创建RLC 串联谐振电路， 利用其虚拟仪表和仿真分析， 分别用测量及
仿真分析的方法验证它的理论根据。其结果表明了仿真与理论分析的一致性， 为仿真分析在电子电路设计中的
运用提供了一种可行的研究方法。 在含有电感L 、电容C 和电阻R 的串联谐振电路中，需要研究在不同频
率正弦激励下响应随频率变化的情况， 即频率特性。Multisim 10 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、
电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用， 其数量众多的元件数据库、
摘 要： 从RLC 串联谐振电路的方程分析出发， 推导了电路在谐振状态下的谐振频率、通频带、品质因数和输入阻抗， 并
且基于Multisim 10 仿真软件创建RLC 串联谐振电路， 利用其虚拟仪表和仿真分析， 分别用测量及仿真分析的方法验证它的
理论根据。其结果表明了仿真与理论分析的一致性， 为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。
在含有电感L 、电容C 和电阻R 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况， 即频率特
性。Multisim 10 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用， 其数量众多的元件数
据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了
一种可靠的分析方法， 同时也缩短了产品的研发时间。
1 RLC串联的频率响应串联的频率响应
RLC 二阶电路的频率响应电路如图1 所示。设输出电压取自电阻， 则转移电压比为:
由式( 2) 可知， 当1- ω
2
LC = 0 时， | Au | 达到值; 当等于某一特定值0 时， 即:
图1 RLC 二阶电路。
| Au | 达到值为1， 在ω= ω0 时， 输出电压等于输入电压， ω0 称为带通电路的中心频率。当| A u | 下降为其值的70. 7%
时， 两个频率分别为上半功率频率和下半功率频率， 高于中心频率记为ω2 ， 低于中心频率记为ω1 ， 如图2 所示， 频率差
定义为通频带BW， 即：
衡量幅频特性是否陡峭， 就看中心频率对通带的比值如何， 这一比值称为品质因数， 记为Q， 即:
如图3 所示， 给出不同R 值的相频特性曲线。串联回路中的电阻R 值越大， 同曲线越平坦， 通频带越宽， 反之， 通频
带越窄。
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