一、實驗目的
1. 熟悉文氏電橋電路的結構特點及其應用。
2. 學會用交流電壓表和示波器測定文氏橋電路的幅頻特性和相頻特性。
二、原理說明
文氏電橋電路是乙個rc的串、
併聯電路,如圖16--1所示。該電路
結構簡單,被廣泛地用於低頻振盪電
路中作為選頻環節,可以獲得很高純
度的正弦波電壓。
1. 用函式訊號發生器的正弦輸出信
號作為圖16-1 的激勵訊號ui,並保持圖 16-1
ui值不變的情況下,改變輸入訊號的頻率f, 用交流電壓表或示波器測出輸出端相應於各個頻率點下的輸出電壓uo值,將這些資料畫在以頻率f 為橫軸,uo為縱軸的座標紙上,一條光滑的曲線連線這些點,該曲線就是上述電路的幅頻特性曲線。
文氏橋路的乙個特點是其輸出電壓幅度不僅會隨輸入訊號的頻率而變,而且還會出現乙個與輸入電壓同相位的最大值,如圖16-2所示。
由電路分析得知,該網路的傳遞函式為
當角頻率時,
│β│=,此時uo與ui
同相。由圖16-2可見rc串並聯電
路具有帶通特性
2. 將上述電路的輸入和輸出分別接到
雙蹤示波器的ya和y b兩個輸入端,改變
輸入正弦訊號的頻率,觀測相應的輸入和輸圖 16-3
出波形間的時延τ及訊號的週期t,則兩波形
間的相位差為φ=×360°=φo-φi(輸出相位與輸入相位之差)。
將各個不同頻率下的相位差φ畫在以f為橫軸,φ為縱軸的座標紙上,用光滑的曲線將這些點連線起來, 即是被測電路的相頻特性曲線,如圖16--3所示。
由電路分析理論得知,當ω=ω0=,即 f=f0=時,φ=0,即uo與ui同相位。
三、實驗裝置
四、實驗內容
1. 測量rc串、併聯電路的幅頻特性。
1)利用dvcc-03掛箱上「rc串、併聯選頻網路」線路,組成圖16--1線路。取r=1kω,c=0.1 μf;
2)調節訊號源輸出電壓為3v的正弦訊號,接入圖16--1的輸入端
3)改變訊號源的頻率f(由頻率計讀得),並保持ui=3v不變,測量輸出電壓uo(可先測量β=1/3時的頻率f0,然後再在f0左右設定其它頻率點測量。)
4)取r=200ω,c=2.2 μf,重複上述測量。
2. 測量rc串、併聯電路的相頻特性
將圖16--1的輸入ui和輸出u0分別接至雙蹤示波器的ya和yb兩個輸入端,改變輸入正弦訊號的頻率,觀測不同頻率點時,相應的輸入與輸出波形間的時延τ及訊號的週期t。兩波形間的相位差為:
五、實驗注意事項
由於訊號源內阻的影響,輸出幅度會隨訊號頻率變化。因此,在調節輸出頻率時,應同時調節輸出幅度,使實驗電路的輸入電壓保持不變。
六、預習思考題
1. 根據電路引數,分別估算文氏橋電路兩組引數時的固有頻率f0 。
2. 推導rc串並聯電路的幅頻、相頻特性的數學表示式。
七、實驗報告
1. 根據實驗資料,繪製文氏橋電路的幅頻特性和相頻特性曲線。找出f0 ,並與理
論計算值比較,分析誤差原因。
2. 討論實驗結果。
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