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疆大学

实训〔实习〕设计报告

所属院系： 机械工程学院

专 业： 机械工程及自动化课程名称： 电工电子学

设计题目： RLC串联谐振电路班 级： 机械10-5班

学生姓名： 刘祖兵学生学号：

实训〔实习〕设计题目：RLC串联谐振电路设计要求完成的内容：设计一个RLC串联谐振电路。技术指标要求为：

实训〔实习〕设计题目：RLC串联谐振电路设计

要求完成的内容：设计一个RLC串联谐振电路。

技术指标要求为：

串联谐振电路及不同频率下的串联谐振电路，并作出输出波形。

测定频率特性

使用的元器件要求：RLC等

要求：

〔1〕依据设计要求，确定电路的设计方案，估算并初步选取电路的元件参数。

〔2〕选用生疏的电路仿真软件，搭建电路模型进展仿真分析，由仿真结果进展参

〔2〕选用生疏的电路仿真软件，搭建电路模型进展仿真分析，由仿真结果进展参

数调试、修改，直至满足设计要求。

〔3〕由选取的元件参数，准确计算和复核技术指标要求。

〔4〕满足设计要求后，认真按格式完成课程设计报告。

指导教师评语：

评定成绩为：

指导教师签名：

年

月

日

RLC串联谐振电路

一．设计目的

通过设计性试验，全面把握电路分析的内容，根本原理和概念。

把握元件模型对根本电路进展建模、分析的方法。

二．设计仪器和设备

计算机一台

Mlutisim电路仿真软件

示波器

数字万用表

三.试验题目

设计一R、L、C串联谐振电路，在Multisim软件平台上自选元器件。

设计不同频率下的串联谐振电路，并作出输出波形。

四.设计原理：

一个优质电容器可以认为是无损耗的〔即不计其漏电阻〕，而一个实际线圈通常具有不行无视的电阻。把频率可变的正弦沟通电压加至电容器和线圈相串联的电路上。

假设R、L、C和U的大小不变，阻抗角和电流将随着信号电压频率的转变而转变，这种关系

称之为频率特性。当信号频率为f=f0?

1

2? LC

时，即消灭谐振现象，且电路具有以下特性：

电路呈纯电阻性，所以电路阻抗具有最小值。

I=I。=U/R

即电路中的电流最大，因而电路消耗的功率最大。同时线圈磁场和电容电厂之间具有最大的能量互换。工程上把谐振时线圈的感抗压降与电源电压之比称之为线圈的品质因数Q。由于谐

振时U=U

，所以Q?UL?UL

??L? 1。晶体管收音机的调频电路利用了串联谐振现象，

0R U U

0

R

R ?CR

0

它更多地吸取谐振频率电波的能量而极少吸取其他频率电波的能量，这就是通常所说的收音机的选择性。一般期望线圈QW值大一些，是选择性好些。

在Multisim2023中创立的RLC串联仿真试验电路。其中沟通电压源是必需放置的形式信号源用，其幅值和频率的数值对电路的频率特性没用影响，波特图仪用于显示幅频特性曲线。

RLC串联电路由电阻R、电感L及电容C串联构成，由于回路的电流I与电阻R两端电压的

特性一样，因此选择电阻两端电压作为频率响应测试电量。电阻R、电感L及电容从Multisim的根本元件库中找出，沟通电压源从电源信号源库中找出，波特图仪从虚拟仪器栏中找出。元件参数的选取为电感L=21mH、电容C=2uF，电阻R=10Ω，分析电阻大小对品质因数的影响时再转变电阻值。

反映电路频率特性的参数有谐振频率f、通频带宽BW和品质因数Q，其定义如下：

0

f ? 1 ⑴

0 2? RC

BW?f ?f ⑵

H L

其中，f

H

,f 分别是回路电流由最大值增加和削减3dB时所对应的上限频率和下限频率。

L

1

? ?C f

Q? 0? 0 ? 0 ⑶

R R BW

五.设计内容

其中，?

0

?2?f

0

设计电路

自选元器件及设定参数，通过仿真软件观看并确定RLC串联谐振的频率，通过转变信号发生器的频率，当电阻上的电压到达最大值时的频率就是谐振频率。设计RLC串联电路图如以下图：串联谐振电路

当电路发生谐振时，X

?X 或?L? 1 〔谐振条件〕。其中，C=2uF,L=21mH,R=10Ω，根

L C ?C

1 1 1

0据公式f ?

0

2?

1 可以得出，当该电路发生谐振时，频率f0?777Hz。RLC串联电路谐振时，

LC

电路的阻抗最小，电流最大；电源电压与电流同相；谐振时电感两端电压与电容两端电压大小相等，相位相反。

2、用调整频率法测量RLC串联谐振电路的谐振频率f0

在用Multisim仿真软件连接的RLC串联谐振电路，电容选用C=2uF,电感选用L=21mH,电阻

1 1

选用R=10Ω。电源电压us处接低频正弦函数信号