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1、电路频率特性的研究实验目的1.掌握低通、带通电路的频率特性；2.应用Multisim软件测试低通、带通电路频率特性及有关参数;3.应用Multisim软件中的波特仪测试电路的频率特性。二、实验原理1.网络频率特性的定义在正弦稳态情况下，网络的响应向量与激励向量之比称为网络函数。它可以写为.响应向量Vj()H()]L
2、H(j)
3、ej()激励向量x由上式可知，网络函数是频率的函数，其中网络函数的模
4、H(j)
5、与频率的关系称为幅频特性，网络函数的相角()与频率的关系称为相频特性，后者表示了响应与激励的相位差与频率的关系。一个完整的网络频率特性应包括上
6、述两个方面即它的幅频特性和相频特性。2.二阶RLC带通电路由幅频特性曲线可知，二阶RLC带通电路具有选频特性，即选择所需要的信号频率(f0),抑制其他信号。选频特性的质量与电路的品质因数Q有关。品质因数Q-0L-^―1JL,或Q
7、0幺"。可见，当L、C一定时，改变R值就RoRCR■C0U2U2能影响电路的选频特性，即R越小，Q越大，选频特性越好。习惯上把幅频特性曲线的U2"0.707所包含的频率范围定义为电路的通频带，用Bw表示，即Bw2(f''f')。Uc2fnQ值与Bw关系为Bw—-o当电路的通频带大于信号的频带宽度时，对于信号不产生失Q编
8、辑版word真有利，即传送信号时的保真度高，但电路的选频性变差。总之，品质因数越高的电路，其通频带越窄，选频特性越好。1.实验内容1.测试一阶RC低通电路的频率特性建立如图所示电路测试电路的截止频率fo取R50,C22nF。电压设置为1V,频率设置为1kHz。启动模拟程序，点击波特仪读数游标移动按钮，使游标与曲线交点处垂直坐标的读数非常接近0.707,即-20dB/十倍频点对应的网络函数的模值
9、H（j）］,此时交点处的水平坐标的读数即为f0的数值。为了提高读数的精度，将水平轴的起始值（I）、终止值（F）即频率范围设置为接近初步测试的f0的5kH
10、z范围，展开测试段的显示曲线，重新启动模拟程序，读出f。的精确值。编辑版word按下相频特性选择按钮，垂直坐标的起始值（I）、终止值（F）即相位角（）量程设定分别设置为-90和0。重新启动模拟程序，此时交点处的垂直坐标的读数为f0点对应的相位角（）的数值。分别测试0.0仔、0.伟、0.5f0、5fo、10f。、100优点对应的
11、H（j）
12、和的值。按下波特仪面板幅频特性选择按钮，设置合适的水平坐标范围，即水平坐标的起始值（I）、终止值（F）设置为被测量的频率点的5kHz范围内。启动模拟程序，拖曳读数游标，使得游标与曲线的交点处的水平坐标为要测试的
13、频率点，则垂直坐标读数为相应的网络函数的模。每测完一个频率点的
14、H（j）
15、值，按下波特仪面板上的相频特性选择按钮，重新启动程序，则可测出该频率点所对应的相位角（）的值，即交点处的垂直坐标的值。实验数据如下表。测量0.01fo0.1f00.5f0f05f010f0100f01.479kHz14.51kHz72.39kHz144.7kHz723.5kHz1.45MHz14.5MHz-0.572-5.731-26.6-45.0-78.7-84.3-89.4U2
16、H(j)
17、产U10.9990.9950.8940.7070.1960.09950.010初
18、始启动模拟程序时，估算f0的值，水平坐标选择范围为100kHz200kHz，点击波特仪读数游标移动按钮，使游标与曲线交点处垂直坐标的读数非常接近0.707,即-20dB/十倍频点对应的网络函数的模值
19、H（j）
20、,此时交点处的水平坐标的读数即为f0的数值。实验垂直坐标读数为0.706,f0的值为145.025kHz将水平轴的起始值（I）、终止值（F）即频率范围设置为接近初步测试的f0的5kHz范围,展开测试段的显示曲线，重新启动模拟程序，读出f。的精确值。水平坐标选择范围为140kHz150kHz,实验垂直坐标读数为0.707,f0的值为144.
21、724kHz相位角为45.008。实验中的相频曲线图如下。编辑版word幅频曲线无法显示出来绘制相频特性曲线如下:编辑版word绘制幅频特性曲线如下:分析：从一阶RC低通电路的幅频特性曲线和相频特性曲线上可以看出，当频率较低时，从U2所获得的电压对U1电压具有很高的保真性，而当频率较高时，U2获得的电压便很低，可见一阶RC低通电路具有很好的通低频和选低频的性质。1.测试二阶RLC带通电路的频率特性和品质因数建立如图所示电路。编辑版word1.将相频特性测试的垂直坐标起始值（I）、终止值（F）分别设置为-90和90,测试谐振频率力、上限截止频率f
22、上和下限截止频率f下。2.分别测试0.00伟、0.0伟、0.1%、0.5忆、f下、力、f上、5f0、10f0、10010、1000f0点所对应的网络函
