声波谐振管实验报告
声波谐振管实验报告
【实验人员】
【实验目的】
1.研究声波在谐振管中的运动规律；
2.利用共振法和回声法测量声波的传播速度。
【实验仪器】
PASCO WA-9612型谐振管装置，示波器，信号发生器。
【实验过程和观察现象】
1.测量驻波波形和计算声速
a)开管驻波波形
按图连接谐振管、示波器和函数发生器，打开放大器和函数发生器，用示波器来测量扬声器的输出。活塞移到管外，先找一个比较明显的谐振状态（我的操作方法：先将频率调至500Hz左右，将麦克风探测杆伸进谐振管，沿着管移动麦克风探测器，观察示波器示数，找到一个示数最大处，再改变示波器的频率找到此时可以使电压最大值最大的频率，记下来为684Hz），在684Hz继续做实验，沿着管移动麦克风探测器，每隔2厘米测量一个输出电压（注意波节和波腹附近应减小移动步长），记录下当示波器信号最大、最小时麦克风探测器的位置，并记录于表格中，然后做出一维的波形分布图样。
b)．闭管驻波波形
将活塞插入管中使管长大约为 80厘米。重复以上步骤测量管内波形分布情况，然后做出一维的波动强度分布图样。
c).计算声速
计算上述两种情况下对应的声速，并与理论值 v=331.5+0.607t(m/sec)比较，其中 t为摄氏温度。
注意事项:
a)实验中必须注意将开小口的一段与管连接好，中间若有空隙会严重影响实验
结果。
b)位于管外的活塞连接杆的尾部应该用支架支撑起来，以免给活塞过大的负荷
c)读取麦克风位置时注意保持视线与麦克风头部的水平。
d)实验时示波器显示的波形很可能不稳定，此时应该调节获取方式，将其调为
平均（可调节平均次数），此次实验我调节到4（次数过大会使测得值与瞬时值偏差较大，造成较大误差。
e)实验要画出驻波一维图像，需要测出波节和波腹。
方法：波节是信号最明显处，即峰峰值最大的位置，波腹是信号最小的位置，即峰峰值最小的位置。在驻波图像上表示出来分别是0轴上和波峰和波谷。
做图像时可假设一个振幅，做出近似的图像。
f)为了画出成周期的驻波图像，至少要记下7个波节和波腹，所以在测量时
需要测量出超过两个周期。
2.测量特定频率下能够产生谐振的不同管长和计算声速
按图2连接谐振管、示波器和函数发生器，将活塞移到靠近管尾的位置，使信号发生器的频率大约为 1500 Hz，然后测量选定频率下产生谐振的不同管长：慢慢往里移动活塞，调整活塞的位置，当看见示波器显示的来自麦克风探测器的信号最大时，表明谐振已经发生，在自制表格中记录下这个位置。
继续移动活塞，找出所有能够产生谐振的新位置。然后根据谐振条件公式中管长和n的关系，通过做图拟合分析，进而计算声速。
注意事项：
（1）麦克风探测器应该首先在管口附近找一个信号的最大值，这样可以更为容易地在以下的实验过程中找到代表谐振发生的最大信号。
（2）在低频时，实验的误差较大。
3.利用回声法测量管中的声速
按图2连接谐振管、示波器和函数发生器，移动活塞到管的另一端，函数发生器输入大约为 10 Hz的方波，先择合适的振幅，调节示波器的扫描速度，直到在示波器上清晰地看到来自麦克风探测器的一系列周期性变化的形状相同的声波信号图像（图3(A)），然后再增加示波器的扫描速度，放大上述系列中的某一段图像得到图3(B)所示的图像，在该图像中确定原始脉冲信号和反射脉冲信号，测量计算原始脉冲和第一个反射脉冲在屏幕上的时间差，在自制的表格中记录数据，并记录下这些时间差和扬声器与活塞之间的距离。
注意事项:
（1）此实验的信噪比很小，所以应该尽量保持环境的安静。
（2）示波器的增益应该调节到比较大，直到看见清晰的波形为止。
（3）10 Hz只是一个参考的频率，其实慢慢地增大频率，会发现可以找到更清晰的波形，但是频率不应该超过 50 Hz，否则会使原来的信号与下一个方波信号发生叠加。
（4）在测量的时候，波形会发生比较大的跳动，此时更应该仔细读数。
（5）测量闭管的声速的时候，管长不应该小于 30 cm，否则会带来较大的误差。【实验数据处理和实验结果分析】
1.测量驻波波形和计算声速
实验温度
测量的正弦波的频率是峰峰值为
a)开管驻波波形
电压峰峰值
计算声速：
1.理论值
2.实际值：
开管：l + 0.8d= nλ/ 2, n 1,2,3,... l为管长，d 为直径
实验只得了2个极大值和一个极小值
所以波长近似可以用下式求出：λ=2△l=2*(78.6cm-54cm)=49.2cm 将带入
相对误差：
实验中存在的问题：
1.由于开始使用的频率较小，使得当峰峰值变化一个周期时，麦克风移动的距离很大，因此可测量出来的周期较少。
2.由于实验时要做出驻波一维图像，做出方法：找出驻波的波节和波腹。而波节和波腹分别对应着“开管时电压峰峰值随着麦克风位置的变化图”中的峰峰值最大处和最小处，所以为了画出完整周期，测出3个以上比较好。而在本实验中我测得的周期不完整所以得不出实验要求的图像。
现在先使用同学数据做出图像：
画出图像为：
波节和波腹在驻波图像上表示出来分别是0轴上和波峰和波谷。因此做图像时可假设一个振幅，做出近似的图像。波形图如下：
计算声速：
实际值：
开管：l + 0.8d= nλ/ 2, n =1,2,3,... l为管长，d 为直径
这个实验测出的波节和波腹共12个，
所以波长近似可以用下式求出：
解得λ=21.59cm
将带入
相对误差：
b)闭管驻波波形
实验温度
测量的正弦波的频率是峰峰值为
1．理论值
2.实际值：
开管：l + 0.4d= nλ/ 4, n =1,3,5,... l为管长，d 为直径
实验只得了2个极大值和一个极小值
所以波长近似可以用下式求出：λ=2△l=2*(78.45cm-54.60cm)=49.2cm 将带入
相对误差：
实验存在的问题如上：用其他的数据进行数据处理得：
利用做开管时的驻波图像的方法做出闭关时驻波一维图：
计算声速：
实际值：
开管：l + 0.4d= nλ/ 4, n =1,3,5,... l为管长，d 为直径
这个实验测出的波节和波腹共11个，
所以波长近似可以用下式求出：
解得λ=27.95cm
将带入
相对误差：
【测驻波波形和测量声速的实验结论分析】
(1)测量开管和闭馆时都因为频率取得不合适且测量的周期不全画不出驻波波
形图并且由于可使用是数据太少使测得的声速不准确。
(2)实验观察到：随着麦克风位置的移动，电压峰峰值在近似成周期性变化。但
是极值点有不总是一致，即测得的电压峰峰值随麦克位置的移动不是完美的周期变化。原因可能是：外界干扰，随着声音传播时间的增加，声音频率与实际发出频率之间会有误差。
（3）使用自己的数据测出的实验结论：在使用f=684Hz正弦波的情况下
开管测得声速相对误差
闭管测得声速相对误差
使用利用1620Hz的正弦算的的数据为：
开管测得声速相对误差
闭管测得声速相对误差
比较发现：利用较大频率测出来的数据波长比较小，由于管长限制，利用频率大的可以测出多组数据，便于画图和计算，由于频率较大组测得数据多可计算平均值，可看到误差明显较小。
(4),本次实验分析
1>由于实验选错频率测得的数据太少，画不出来波形图，本次实验并不算成功。
2>实验测量时，移动麦克风时很可能带动了管的移动，扬声片与管并不是完全
解除。
3>实验时由于实现不平行等原因使得测得的麦克风位置不准确。
(5)误差分析
1>系统误差，在测量时为了所得的图形稳定，捕捉得到是平均值而不是瞬时值。
2>实验时由于环境嘈杂，几台仪器仪器工作可能对实验造成干扰。
4>实验时随着距离加长，声音传播速率变大，发出的声波频率可能与信号发生
器发出的频率有偏差。
5>做开管实验时，随着麦克风向靠近空气的一侧移动，外界影响会越来越大。
6>开管实验时做了扬声器一端开小孔约为开管的近似。
7>闭关实验忽略了扬声器一段开的小孔。
2.测量特定频率下能够产生写真的不同管长和计算声速
先固定一个频率f=1500Hz，然后移动活塞，观察示波器通道二的振幅，记录出现最大值时，活塞所在位置，得到一组坐标数据。改变频率，重复以上操作，得到几组数据。每组数据按以极大值序号数n为横坐标，测得的数据为纵坐标作图。实验记录：
对图像进行直线拟合，由于两个相邻波腹之间差半个波长，拟合直线的斜率是波长的一半。通过拟合直线得到的波长和已知波的频率就可以算出声速。
闭管时： n=1,2,3……
l与n成正比，斜率为
拟合所得的图形管长与斜率也成正比，且斜率为
声速为
相对误差
【实验结论和误差分析分析】
1.实验测得的声速为
相对误差为
误差较小实验比较成功。
2.实验中找峰值较大的地方及波节来记n,因为峰值较小时，相比于峰值大时受
外界的相对误差较大并且由于较小的不好观察，所以一般选波节来记数。3.误差分析：
1>经验公式不是精确公式，与谐振频率的真值还是有一定的差距；
2>几组相同的实验在一个房间内做，所以外界声音的干扰是在所难免的；
3>扬声器发声时间较长时，其实际放出的声音频率可能与信号发生器的输出频率3.利用回声法测声速
设置方波频率为f=10Hz用信号发生器发声方波脉冲，麦克风接收声音数据。
在示波器上可以读出单个脉冲每次经过麦克风的时间。读出活塞坐标，就可以算出入射脉冲和反射脉冲经过麦克风的路程差。用路程差和时间差的数据作直线拟合，就可以得出管内的声速。
活塞距麦克风距离d与时间差为正比关系，斜率为
=175.5m/s
声速为v=2k=351.0m/s
相对误差为
【实验结论和误差分析】
1.利用回声法测得的声速为v=2k=351.0m/s
相对误差为
2.实验误差
仪器误差；闭管封闭性不好；外界影响。
【课后思考题】
（1）假设声速已知，怎样利用该实验学到的内容测量谐振管的管长？你设计有关测量管长的方法有什么潜在的实际应用？
答：可用回声法测量：
将活塞和麦克风放置于两端，示波器放出频率较低的方波，利用示波器得到周期
变化的声波信号图像，确定原始脉冲和第一次反射脉冲在屏幕上的时间差，由于，可以求得管长。
实际用途：可以用来测量长度深度，如湖泊深度的测量。
（2）声音在管中的传播速度与管的内径尺寸有关吗？为什么？
答：有关，根据闭管时方程l + 0.4d= nλ/ 4, n =1,3,5,... （l为管长，d 为直径）和开管时方程l + 0.8d= nλ/ 2, n =1,2,3,...（ l为管长，d 为直径）以及v=λf知道可以知道，在信号发生器发出相同频率的波时，管的直径越大，传播速度越大。
串联谐振实验报告
实验报告 一、实验名称 串联谐振电路 二、实验原理 1、电路图如图所示，改变电路参数L,C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率的函数： 2、谐振曲线 电路中的电压与电流随频率变化的特性为频率特性，随频率变化的曲线就是频率曲线。如下图：
图中可以看出：Q值愈大，曲线尖峰值愈陡，其选择性越好，但通频带越窄。 只有当Q>时，Uc和Ul曲线才出现最大值，否则Uc将单调下降趋于0，Ul将单调上升趋于Us。 三、实验方法 测量电路谐振频率 1、将电路连接如实验原理中的电路图，将电源由函数信号发生器产生，将电阻两端接入示波器中，调节信号源的频率由大到小，观察示波器上的电阻电压的大小，当电阻电压值变为最大值时所对应的频率值则为电路的谐振频率。 2、用Multism仿真连接串联谐振电路，连接在电阻两端的XBP所显示的波特图，观察电阻两端电压增益最大时所对应的频率，则所对应的频率为电路发生谐振是的谐振频率。四、实验步骤 电路板上： 连接原理图的电路，给电源接上函数发生器，调节为五伏的方波，频率从调到，间隔，设置29个点，将电阻两端连入示波器，观察示波器上电阻的阻值并记录数据 接着将同样电容与电感的两端接入示波器，观察同样频率下对应的电容与电感的电压值，同样记录实验数据 将实验数据整理并绘制折线图，观察不同电源角频率电路响应的谐振曲线，对比实验原理中的图并作分析
Multism仿真： 电路仿真连接如下的图 将XFG调节为，占空比为30%，脉冲幅度为5V的方波电压信号 观察XBP输出的波特图： 可知：该电路图的谐振频率约为 将仿真图中的电阻与电容互换位置，显示电容的波特图： 可知：在频率小于谐振频率时Uc出现最大
rlc串联电路频率特性实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除rlc串联电路频率特性实验报告 篇一：RLc串联电路的幅频特性与谐振现象实验报告 _-_4(1) 《电路原理》 实验报告 实验时间：20XX/5/17 一、实验名称RLc串联电路的幅频特性与谐振现象二、实验目的 1．测定R、L、c串联谐振电路的频率特性曲线。 2．观察串联谐振现象，了解电路参数对谐振特性的影响。1．R、L、c串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数，即： Z?R?j(?L? 1 )?Zej??c 三、实验原理 当?L?
1 时，电路呈现电阻性，us一定时，电流达最大，这种现象称为串?c 联谐振，谐振时的频率称为谐振频率，也称电路的固有频率。 即 ?0? 1Lc 或f0? 12?Lc R无关。 图4-1 2．电路处于谐振状态时的特征： ①复阻抗Z达最小，电路呈现电阻性，电流与输入电压同相。 ②电感电压与电容电压数值相等，相位相反。此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q倍，Q称为品质因数，即Q? uLuc?0L11 ????ususR?0cRR L c
在L和c为定值时，Q值仅由回路电阻R的大小来决定。 ③在激励电压有效值不变时，回路中的电流达最大值，即： I?I0? us R 3．串联谐振电路的频率特性： ①回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性，表明其关系的图 形称为串联谐振曲线。电流与角频率的关系为： I(?)? us 1?? R2??L?? ?c?? 2 ? us ???0? ?R?Q2?????? ?0? 2 ?
I0 ???0? ?1?Q2?????? ?0? 2 当L、c一定时，改变回路的电阻R值，即可得到不同Q 值下的电流的幅频 特性曲线(图4-2) 图4-2 有时为了方便，常以 ?I 为横坐标，为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称?0I0 I 下降越厉害，电路的选择性就越好。I0 为通用幅频特性)，图4-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。回路的品质因数Q越大，在一定的频率偏移下，为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念，把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以bw表示)即：bw? ?2?1 ??0?0
大学物理实验报告系列之RLC电路的谐振
【实验名称】 RLC 电路的谐振 【实验目的】 1、研究和测量RLC 串、并联电路的幅频特性； 2、掌握幅频特性的测量方法； 3、进一步理解回路Q 值的物理意义。 【实验仪器】 音频信号发生器、交流毫伏表、标准电阻箱、标准电感、标准电容箱。 【实验原理】 一、RLC 串联电路 1．回路中的电流与频率的关系（幅频特性） RLC 交流回路中阻抗Z 的大小为： () 2 2 '1??? ? ? -++= ωωC L R R Z （32-1） ???? ? ??????? +-=R R C L arctg '1ωω? （32-3） 回路中电流I 为： )1()'(2ω ωC L R R U Z U I - ++== （32-4） 当01 =- ω ωC L 时， = 0，电流I 最大。 令即振频率并称为谐振角频率与谐的角频率与频率分别表示与,,000=?ωf ： LC f LC πω21100= = （32-5） 如果取横坐标为ω，纵坐标为I ，可得图32-2所示电流频率特性曲线。 2．串联谐振电路的品质因数Q C R R L Q 2)'(+= （32-7） QU U U C L == （32-8） Q 称为串联谐振电路的品质因数。当Q >>1时，U L 和U C 都远大于信号源输出电 压，这种现象称为LRC 串联电路的电压谐振。 Q 的第一个意义是：电压谐振时，纯电感和理想电容器两端电压均为信号源电 压的Q 倍。 1 20 1 20f f f Q -= -= ωωω （32-12） 显然(f 2-f 1)越小，曲线就越尖锐。 Q 的第二个意义是：它标志曲线尖锐程度，即电路对频率的选择性，称 f （= f 0 / Q ）为通频带宽度。 3．Q 值的测量法
串联谐振电路实验报告
实验名称：串联谐振电路 一、实验目的 1、加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2、掌握谐振频率的测量方法。 3、理解电路品质因数Q和通频带的物理意义及其测量方法。 4、测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。 5、深刻理解和掌握串联谐振的意义及作用。 6、掌握电路板的焊接技术及信号发生器、交流毫伏表等仪表的使用方法。 7、掌握Multisim软件中的Function Generator、Voltmeter、Bode Plotter等仪表的使用 方法以及AC Analysis等SPICE的仿真分析方法。 8、掌握Origin软件的使用方法。 二、实验设备及器材 1、计算机一台。 2、通用电路板一块。 3、低频信号发生器一台。 4、双踪示波器一台。 5、交流毫伏表一只。 6、万用表一只。 7、可变电阻一只。 8、电阻、电感、电容若干（电阻100Ω，电感10mH、4.7mH，电容100nF）。 三、实验内容 1、Multisim仿真 1）、创建图示电路图 2）、分别用Multisim软件（AC仿真、波特表、交流电压表均可）测量串联谐振
电路的谐振曲线、谐振频率、-3dB带宽。 UR谐振曲线 谐振频率7.3kHz -3dB带宽32.318kHz 3）、电阻R1=1K时，用Multisim软件仿真串联谐振电路的谐振曲线，观测R对Q R增大导致Q减小。 4)、利用谐振特点设计选频网络，在串联谐振电路上输入频率为3.5kHz、占空比为30%、脉冲幅度为5V的方波电压信号，测试输入输出（电阻上电压）的频谱。 输入信号
输出信号 2、 测量元件值，计算电路谐振频率和品质因数Q 的理论值。 R1=98Ω RL=34.2Ω L1=4.2mH C1=95.1nF C L R R L U U U U Q S C S L 1 )()(000==== ωωω=1.59 3、 在电路板上焊接基本串联谐振电路，信号电压有效值设置为1V 。 4、 用两种不同的方法测量电路的f0值。 UR 读数最大法：f0=7.7kHz 时，UR 有最大值 X-Y 模式下测量：f0=7.55kHz. 5、 测试电路板上串联谐振电路的谐振曲线、谐振频率、-3dB 。 7、
交流谐振电路-实验报告
University of Science and Technology of China 96 Jinzhai Road, Hefei Anhui 230026,The People ’s Republic of China 交流谐振电路 李方勇 PB05210284 0510 第29组2号（周五下午） 实验题目 交流谐振电路 实验目的 研究RLC 串联电路的交流谐振现象，学习测量谐振曲线的方法，学习并掌握电路品质因素Q 的测量 方法及其物理意义。 实验仪器 电阻箱，电容器，电感，低频信号发生器以及双踪示波器。 实验原理 1． RLC 交流电路 由交流电源S ，电阻R ，电容C 和电感L 等组成 交流电物理量的三角函数表述和复数表述 ()() φ?φ?+=+=t j Ee t E e cos 式中的e 可以是电动势、电压、电流、阻抗等交流电物理量，?为圆频率，φ 为初始相角。电阻R 、电容C 和电感串联电路 电路中的电流与电阻两端的电压是同相位的，但超前于电容C 两端的电压2π ，落后于电感两端的电压2π 。 电阻阻抗的复数表达式为 R Z R = 模R Z =
电容阻抗的复数表达式为 C j e C Z j C? ? π1 1 2= =- 模C Z C? 1 = 电感阻抗的复数表达式为 L j Le Z j L ? ? π = =2 模 L Z L ? = 电路总阻抗为三者的矢量和。由图，电容阻抗与电路总阻抗方向相反，如果满足 L c ? ? = 1 ， 则电路总阻抗为R，达到最小值。这时电流最大，形成所谓“电流谐振”。调节交流电源（函数发生器）的频率，用示波器观察电阻上的电压，当它达到最大时的频率即为谐振频率。电路如下图。 电路参数–电动势电压，电流，功率，频率 元件参数–电阻，电容，电感 实验内容 1．观测RLC串联谐振电路的特性 （1）按照上图连接线路，注意保持信号源的电压峰峰值不变，蒋Vi和Vr接入双踪示波器的CH1和CH2（注意共地） （2）测量I－f曲线，计算Q值 （3）对测得的实验数据，作如下分析处理： 1）作谐振曲线I－f，由曲线测出通频带宽 2）由公式计算除fo的理论值，并与测得的值进行比较，求出相对误差。
谐振声波型缺陷检测系统 技术资料
SCIT-1-TPR-谐振声波-技术资料-2009-C 谐振声波型机械制品缺陷检测系统 （Resonant Acoustic Defect Inspection System for Industrial Products） （SRA-DIS）技术资料 2009-10-10 初版修订 四川升拓检测技术有限责任公司 Sichuan Central Inspection Technology Co., Ltd. https://www.wendangku.net/doc/356066974.html,
目录 第1章 概述 第2章 测试基本原理
谐振声波型机械制品缺陷检测系统（SRA-DIS） （Resonant Acoustic Defect Inspection System for Industrial Products） 第一章概述 1.1粉末冶金行业介绍 粉末冶金制品是采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成材料和制品的工艺技术。粉末冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。随着科学技术的不断发展，许多工业技术上对材料有特殊的要求，应用冶铸方法制造的材料已不能满足需要，现主要采用粉末冶金方法。粉末冶金零件的基本市场是汽车产业。根据美国能源部的资料，2050年发展中国家轿车的注册数量可能会增加到25亿辆。亚洲地区汽车产业的快速发展，带动了汽车零部件产业的日新月异的发展，其中就有汽车产业不可缺少的粉末冶金零件。同时，国家节能减排降耗及汽车安全环保政策与法规的出台以及汽车行业的成本竞争压力、轻量化趋势都给汽车粉末冶金制品的发展提供了良好的机遇。 粉末冶金工艺的优点： a)适应性广 绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造 b)降低损耗，节约成品成本 由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。用粉末冶金方法制造产品时， 金属的损耗只有1～5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80% c)能制取高纯度材料 由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也 不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料
谐振电路实验报告
rlc串联谐振电路的实验研究 一、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、品质因 数和输入阻抗，并且基于multisim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。 二、关键词：rlc；串联；谐振电路；三、引言 谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。通常，谐振电路由电容、电感和电阻 组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。 由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。比如，串联 谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用， 例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号 特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。所以研 究串联谐振有重要的意义。 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 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。 四、正文 （1）实验目的： 1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。 3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。 4.测定rlc串联谐振电路的频率特性曲线。 (2)实验原理： rlc串联电路如图所示，改变电路参数l、c或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：z=r+j(ωl-1/ωc) 当ωl-1/ωc=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。谐振角频率ω 0 =1/lc ，谐振频率f0=1/2π lc 。 谐振频率仅与原件l、c的数值有关，而与电阻r和激励电源的角频率ω无关，当ω< ω0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω0时，电路呈感性，阻抗角φ>0。 1、电路处于谐振状态时的特性。 （1）、回路阻抗z0=r,| z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。（2）、回路 电流i0的数值最大，i0=us/r。（3）、电阻上的电压ur的数值最大，ur =us。 （4）、电感上的电压ul与电容上的电压uc数值相等，相位相差180°，ul=uc=qus。 2、电路的品质因数q 电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因 数q，即： q=ul（ω0）/ us= uc（ω0）/ us=ω0l/r=1/r*l/c （3）谐振曲线。 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲 线，也称谐振曲线。 在us、r、l、c固定的条件下，有
声波谐振管实验报告
声波谐振管实验报告 【实验人员】 【实验目的】 1.研究声波在谐振管中的运动规律； 2.利用共振法和回声法测量声波的传播速度。 【实验仪器】 PASCO WA-9612型谐振管装置，示波器，信号发生器。 【实验过程和观察现象】 1.测量驻波波形和计算声速 a)开管驻波波形 按图连接谐振管、示波器和函数发生器，打开放大器和函数发生器，用示波器来测量扬声器的输出。活塞移到管外，先找一个比较明显的谐振状态（我的操作方法：先将频率调至500Hz左右，将麦克风探测杆伸进谐振管，沿着管移动麦克风探测器，观察示波器示数，找到一个示数最大处，再改变示波器的频率找到此时可以使电压最大值最大的频率，记下来为684Hz），在684Hz继续做实验，沿着管移动麦克风探测器，每隔2厘米测量一个输出电压（注意波节和波腹附近应减小移动步长），记录下当示波器信号最大、最小时麦克风探测器的位置，并记录于表格中，然后做出一维的波形分布图样。 b)．闭管驻波波形 将活塞插入管中使管长大约为 80厘米。重复以上步骤测量管内波形分布情况，然后做出一维的波动强度分布图样。 c).计算声速 计算上述两种情况下对应的声速，并与理论值 v=331.5+0.607t(m/sec)比较，其中 t为摄氏温度。
注意事项: a)实验中必须注意将开小口的一段与管连接好，中间若有空隙会严重影响实验 结果。 b)位于管外的活塞连接杆的尾部应该用支架支撑起来，以免给活塞过大的负荷 c)读取麦克风位置时注意保持视线与麦克风头部的水平。 d)实验时示波器显示的波形很可能不稳定，此时应该调节获取方式，将其调为 平均（可调节平均次数），此次实验我调节到4（次数过大会使测得值与瞬时值偏差较大，造成较大误差。 e)实验要画出驻波一维图像，需要测出波节和波腹。 方法：波节是信号最明显处，即峰峰值最大的位置，波腹是信号最小的位置，即峰峰值最小的位置。在驻波图像上表示出来分别是0轴上和波峰和波谷。 做图像时可假设一个振幅，做出近似的图像。 f)为了画出成周期的驻波图像，至少要记下7个波节和波腹，所以在测量时 需要测量出超过两个周期。 2.测量特定频率下能够产生谐振的不同管长和计算声速 按图2连接谐振管、示波器和函数发生器，将活塞移到靠近管尾的位置，使信号发生器的频率大约为 1500 Hz，然后测量选定频率下产生谐振的不同管长：慢慢往里移动活塞，调整活塞的位置，当看见示波器显示的来自麦克风探测器的信号最大时，表明谐振已经发生，在自制表格中记录下这个位置。 继续移动活塞，找出所有能够产生谐振的新位置。然后根据谐振条件公式中管长和n的关系，通过做图拟合分析，进而计算声速。 注意事项： （1）麦克风探测器应该首先在管口附近找一个信号的最大值，这样可以更为容易地在以下的实验过程中找到代表谐振发生的最大信号。 （2）在低频时，实验的误差较大。
RLC串联谐振电路的实验报告
RLC串联谐振电路的实验报告 （1）实验目的： 1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。 3.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。 (2)实验原理： RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。谐振角频率ω0 =1/LC，谐振频率f =1/2πLC。谐振频率仅与原件L、C的数值有关，而与电阻R 和激励电源的角频率ω无关，当ω<ω 0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω 时，电路呈感性，阻抗角φ>0。 1、电路处于谐振状态时的特性。 （1）、回路阻抗Z 0=R,| Z |为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。 （2）、回路电流I 0的数值最大，I =U S /R。 （3）、电阻上的电压U R 的数值最大，U R =U S 。 （4）、电感上的电压U L 与电容上的电压U C 数值相等，相位相差180°，U L =U C =QU S 。 2、电路的品质因数Q 电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q，即： Q=U L （ω ）/ U S = U C （ω ）/ U S =ω L/R=1/R* （3）谐振曲线。 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。 在U S 、R、L、C固定的条件下，有
I=U S / U R =RI=RU S / U C =I/ωC=U S /ωC U L =ωLI=ωLU S / 改变电源角频率ω，可得到响应电压随电源角频率ω变化的谐振曲线，回路 电流与电阻电压成正比。从图中可以看到，U R 的最大值在谐振角频率ω 处，此 时，U L =U C =QU S 。U C 的最大值在ω<ω 处，U L 的最大值在ω>ω 处。 图表示经过归一化处理后不同Q值时的电流频率特性曲线。从图中（Q 11/2时，U C 和U L 曲线才出现最大值，否则U C 将单调下降趋于0，U L 将单调上升趋于U S 。 仿真RLC电路响应的谐振曲线的测量 五、结论
串联谐振电路实验报告
串联谐振电路 学号： 1028401083 姓名：赵静怡 一、实验目的 1、加深对串联谐振电路条件及特性的理解 2、掌握谐振频率的测量方法 3、理解电路品质因数Q和通频带的物理意义及其测量方法 4、测量RLC串联谐振电路的频率特性曲线 5、深刻理解和掌握串联谐振的意义及作用 6、掌握电路板的焊接技术以及信号发生器、交流毫伏表等仪表 的使用 7、掌握Multisim软件中的Functionn Generator 、 Voltmeter 、Bode Plotter等仪表的使用以AC Analysis 等SPICE仿真分析方法 8、用Origin绘图软件绘图 二、实验原理 RLC串联电路如图2.6.1所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可以是电路发生谐振。 2.6.1 RLC谐振串联电路
1、谐振频率：f 0=LC π21 ，谐振频率仅与元件L 、C 的数值有关，而与电阻R 和激励电源的角频率w 无关 2、电路的品质因素Q 和通频带B 电路发生谐振是，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因素Q ，即C L R Q 1 = 定义回路电流下降到峰值在0.707时所对应的频率为截止频率，介于两截止频率间的频率范围为通带，即Q fo B = 3、谐振曲线 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，他们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线 4、实验仪器： （1） 计算机 （2） 通路电路板一块 （3） 低频信号发生器一台 （4） 交流毫伏表一台 （5） 双踪示波器一台 （6） 万用表一只 （7） 可变电阻 （8） 电阻、电感、电容若干（电阻100Ω，电感10mH 、4.7 mH ，电容100nF ）
声波谐振管实验
声波谐振管综合实验预习报告 一、实验目的 1、研究声波在谐振管中的运动规律； 2、利用共振法和回声法测量声波的传播速度。 二、实验仪器 Pasco Wa-9612型谐振管装置，示波器，信号发生器。 三、实验原理 1、空气中的声波 当扬声器的膜片振动时，便会产生声波，并通过空气传播。这种振动与波在一根绳子上的传播形式十分相似，但不同的是，绳子上介质的振动与绳子上波的传播方向垂直，而空气的振动与波的传播方向一致，是纵波。空气中的声速由下式给出： μ γ0RT v = 其中V P C C /=γ为空气定压热容与定容比热之比，μ为空气的摩尔质 量，0T 为空气的热力学温度，R 为热力学普适常量。对于干燥空气， 5/7=γ，mol g /96.28=μ，C ?0声速 s m v /33102896 .015.27331.84.10=??= 展开到1阶，C t ?声速约为 s m t t C v t /)606.0331()15 .27321(0+=?+ ≈ 2、管中的声场 在长度为l 的管道中，声压为i p 的声波沿声波管的轴线方向右传
播，进行波在界面0的位置受到反射，反射波的声压为r p ，进行波与 反射波的声压方程为 )(kx t j ai i e p p -=ω （1） )(kx t j ar r e p p +=ω （2） 其中a p 为振幅，ω为声波频率，k 为波矢。管中合成波的声压 )(?ω+=+=t j a r i e p p p p （3） 其中a p 为合成波的振幅，?固定为相位因子。定义声波界面反射 系数p r ，则：σπj p ai ar p e r p p r == （4） p r 表示反射系数的绝对值，σπ为界面处反射波和入射波的相位 差。将（4）式代入（3）式中。总声压表示为： t j kx j p jkx ai e e r e p p ωσπ][)(+-+= （5） 总声压振幅表示为： )4/(2cos 212 σλ+++=x k r r p p p p ai a （6） 当πλσ)12()4(2-±=+n x k 时，a p 具有极小值：)1(min p ai a r p p -=。 当ππσn x k 2)4 (2±=+时，a p 有极大值：)1(max p ai a r p p +=。 定义驻波比G 为： p p a a r r p p G -+==11min max （7） 则界面反射系数可以表示为：1 1+-=G G r p （8） 由此可知通过测量管道中的声压分布可以求出管道界面的反射
实验报告 R、L、C串联谐振电路的研究
实验报告 祝金华 PB15050984 实验题目：R 、L 、C 串联谐振电路的研究 实验目的： 1. 学习用实验方法绘制R 、L 、C 串联电路的幅频特性曲线。 2. 加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q 值）的物理意义及其测定方法。 实验原理 1. 在图1所示的R 、L 、C 串联电路中，当正弦交流信号源U i 的频率 f 改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f 而变。 取电阻R 上的电压U O 作为响应，当输入电压U i 的幅值维持不变时， 在不同频率的信号激励下，测出U O 之值，然后以f 为横坐标，以U O 为纵坐标，绘出光滑的曲线，此即为幅频特性曲线，亦称谐振曲线，如图2所示。 2. 在f ＝fo ＝ LC 21处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时X L ＝Xc ，电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压U i 为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压U i 同相位。从理论上讲，此时 U i ＝U R ＝U O ，U L ＝U c ＝QU i ，式中的Q 称为电路的品质因数。 3. 电路品质因数Q 值的两种测量方法 一是根据公式Q ＝ o C U U 测定，U c 为谐振时电容器C 上的电压（电感上的电压无法测量，故不考虑Q= o L U U 测定） 。另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f ＝f2－f1，再根据Q U m ax 02 U max 0U 0 102 L C R o i 图 1
＝ 1 2f f f O -求出Q 值。式中f o 为谐振频率，f 2和f 1是失谐时， 亦即输出电压的幅度下降到最 大值的2/1 (＝0.707)倍时的上、下频率点。Q 值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。 在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。 预习思考题 1. 根据实验线路板给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。 L=30mH fo ＝LC π21=1/(2×π6 31001.01030--???)=9188.81Hz 2. 改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R 的数值是否影响谐振频率值？ 改变频率f,电感L ，电容C 可以使电路发生谐振，电路中R 的数值不会影响谐振频率值。 3. 如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些？ 判断：电容与电感的电压相等时，电路此时发生谐振；U i 与U 0相位相同时此时发生谐振；U i 与U 0大小相等时电路发生谐振。 测量：理论计算，f=1/（2π√LC ）； 仪表测量此时电流频率。 4． 电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大， 如果信号源给出3V 的电压，电路谐振时，用交流毫伏表测U L 和U C ，应该选择用多大的量限？ 输入电压过大，L 、C 器件两端的电压远高于信号源电压；应该选用最大量程 。 4. 要提高R 、L 、C 串联电路的品质因数，电路参数应如何改变？ 减小R,增大L ，同时等比例缩小C 。 5. 本实验在谐振时，对应的U L 与U C 是否相等？如有差异，原因何在？ U L ，U C 大小相等，方向相反，因为在谐振点L,C 的阻抗相等,二者阻抗方向相反。 实验设备 低频函数信号发生器，交流毫伏表，双踪示波器，频率计，谐振电路实验电路板 实验内容 1. 利用HE-15实验箱上的“R 、L 、C 串联谐振电路”，按图3组成监视、测量电路。选C 1=0.01μF 。用交流毫伏表测电压， 用示波器监视信号源输出。令信号源输出电压U i =3V ，并
串联谐振电路实验报告
串联谐振电路实验报告 课程安排分为八院和非八院的，由于八院同学部分课程内容安排在了前导课，所以电路分析基础实验课程正式内容中不再重复讲授。 非八院的实验内容安排如下（相关顺序可能会根据教学安排适当调整）： 1、常用测量仪器的使用（一） 2、元器件的识别与测量 3、常用测量仪器的使用（二） 4、直流电路测量 5、动态电路测量 6、正弦电路测量 7、RLC串联电路测量
8、RLC并联电路测量 9、考试 八院的实验内容安排如下（相关顺序可能会根据教学安排适当调整）： 1、元器件识别及其特性测试点电压法测量二极管的特性曲线 2、直流电路测量 3、一阶动态电路 4、外特性测量法测量信号源内阻及二阶RLC串联电路的阶跃响应测量 5、正弦电路 6、电感、电容大小的测量 7、RLC串联谐振电路设计
8、RLC并联谐振电路设计 9、考试 二、成绩评定 1、课程为独立设课，成绩由总评成绩决定。 总评成绩=平时成绩*40%+考试成绩*60% 平时成绩：预习情况、听课态度、做实验的速度、测量数据的准确性、实验报告的撰写。 2、闭卷考试，当场检查电路接线，仪器使用，波形测量，计算相关参数、作图回答问题，时间一小时。 3、无补考，总评不及格需重修。 三、预习要求 1、课前按照实验报告模板要求做好预习，回答预习问题，未按要求
预习者不准进入实验室做实验。 2、课前在面包板上搭建好电路，未搭建好电路者不准进入实验室做实验。（此要求针对八院同学，其他院系同学应在课前来实验室用实验箱预搭建电路。） 3、课前用实验报告纸画好数据表格（记录原始数据用） 4、有条件的同学可以在预习时候用仿真软件完成电路仿真。 四、实验报告要求 1、实验报告第一页写清楚自己的学号、姓名、座位号、课号、专业。
薄膜体声波谐振器的研究进展
题目：薄膜体声波谐振器及其研究进展作者：贾丽沙 学号：2013050203030
薄膜体声波谐振器及其研究进展 摘要：薄膜体声波滤波器作为一种发展高频滤波器的全新解决方案,比声表面波滤波器(SAWF)、陶瓷介质滤波器具有更高的Q值,低的损耗和在高频时具备更高的功率承受能力。介绍了薄膜体声波谐振器的研究历史和研究概况,薄膜体声波谐振器的原理和3种典型结构,具体阐述了薄膜体声波谐振器的关键技术及其材料体系的要求。 关键词：微电子机械系统；薄膜体声波谐振器；SMR结构 随着薄膜与微纳制造技术的发展，电子器件正向微型化、高密集复用、高频率和低功耗的方向迅速发展。近年来发展起来的薄膜体声波谐振器（FBAR）采用一种先进的谐振技术,它是通过压电薄膜的逆压电效应将电能量转换成声波而形成谐振，这一谐振技术可以用来制作薄膜频率整形器件等先进元器件，薄膜体声波谐振器（FBAR）声波器件具有体积小,成本低,品质因数（Q）高、功率承受能力强、频率高（可达1-10GHz）且与IC技术兼容等特点，适合于工作在1-10 GHz的RF系统应用，有望在未来的无线通讯系统中取代传统的声表面波（SAW）器件和微波陶瓷器，因此在新一代无线通信系统和超微量生化检测领域具有广阔的应用前景。 一、FBAR的原理及其结构 薄膜体声波谐振器是利用材料的压电性,将电能转化为声能,声波在介质与空气的界面上发生反射,在两个界面间形成谐振,并由逆压电效应转化为电能。谐振频率上的声波损耗最小,因此谐振器只能使特定频率的波通过,并通过级联实现带通滤波器的效果。压电薄膜体声波谐振器的3种构造方式如图1所示。图1(a)显示的是一种由衬底边缘支撑的悬空膜结构。其典型制作工艺是先在起支撑作用的衬底上淀积一层压电薄膜,然后去掉部分的衬底,形成悬空膜结构。图1(b)的结构在谐振器下形成一层空气气隙。制作的步骤是采用半导体工艺在Si 片上表面刻蚀空腔后填充一层牺牲层材料,然后在上面制作电极和压电膜构成谐振器,最后用刻蚀技术去除牺牲层,由此得到空气气隙。 图1 悬空结构的FBAR(a)和填充牺牲层的FBAR示意图(b) 图2的结构被称为SMR(SolidlyMountedResonator)。SMR是以BraggReflector作为声波的反射镜,使得声波得以局限在共振腔内能量不至于损失。其制作方法是以不同声阻抗薄膜且薄膜精确控制在1/4波长厚度所堆叠而成,该制作过程需要严格的参数控制以及精良的设备。
串联谐振电路实验报告
实验三 串联谐振电路 学号： 1117426021 姓名： 黄跃 一、 实验目的 1、 加深对串联谐振电路条件及特性的理解 2、 掌握谐振频率的测量方法 3、 理解电路品质因数Q 和通频带的物理意义及其测量方法 4、 测量RLC 串联谐振电路的频率特性曲线 5、 深刻理解和掌握串联谐振的意义及作用 6、 掌握电路板的焊接技术以及信号发生器、交流毫伏表等仪表的使用 7、 掌握Multisim 软件中的Functionn Generator 、Voltmeter 、Bode Plotter 等仪表的使用以AC Analysis 等SPICE 仿真分析方法 8、 用Origin 绘图软件绘图 二、 实验原理 RLC 串联电路如图2.6.1所示，改变电路参数L 、C 或电源频率时，都可以是电路发生谐振。 2.6.1 RLC 谐振串联电路 1、谐振频率：f 0=LC π21 ，谐振频率仅与元件L 、C 的数值有关，而与电阻R 和激励电源的角频率w 无关 2、电路的品质因素Q 和通频带B 电路发生谐振是，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因素Q ，即C L R Q 1 = 定义回路电流下降到峰值在0.707时所对应的频率为截止频率，介于两截止频率间的频率范围为通带，即Q fo B = 3、谐振曲线 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，他们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线 4、实验仪器： （1） 计算机 （2） 通路电路板一块
（3）低频信号发生器一台 （4）交流毫伏表一台 （5）双踪示波器一台 （6）万用表一只 （7）可变电阻 （8）电阻、电感、电容若干（电阻100Ω，电感10mH、4.7 mH，电容100nF） 三、实验内容 1.Multisim仿真 （1）创建电路：从元器件库中选择可变电阻、电容、电感创建如图2.6.2电路. 2.6.2Multisim串联谐振 （2）当电阻R= 100,200,300欧时，用Multisim软件仿真串联谐振电路的谐振曲线，在同一张图中画出谐振曲线，说明R对Q值、带宽的影响。 2.6.3不同Q值值电流的频率特性曲线 （蓝线为300Ω，红线为200Ω，绿线为100Ω）
串联谐振电路实验的心得体会
串联谐振电路实验的心得体会 篇一：实验九串联谐振电路实验 实验九 串联谐振电路实验 一、实验目的 1．测量RLC串联电路的谐振曲线，通过实验进一步掌握串联谐振的条件和特点。 2．研究电路参数对谐振特性的影响。 二、原理 1．RLC串联电路在图9-1所示的，RLC串联电路中，若取电阻R两端的电压为输出电压，则该电路输出电压与输入电压之比为： U2R ??U1R?j（?L?1) ?C ?L tg?1 R 1 图9-1 图9-2
2．幅频特性 电路网络输出电压与输入电压的振幅比随ω变化的性质，称为该网络的幅频特性，如图9-2所示。 3．谐振条件二阶带通网络的幅频特性出现尖峰的频率f0称为中心频率或谐振频率。此时，电路的电抗为零，阻抗值最小，等于电路中的电阻，电路成为纯电阻性电路,串联电路中的电流达到最大值。 电流与输入电压同相位。我们把电路的这种工作状态称为串联谐振状态。电路达到谐振状态的条件是： 1 ?0L＝或 ?0 ?0C4．通频带宽 改变角频率ω时，振幅比随之变化，当振幅比下降到最大值的1/角频率ω1、ω2叫做3分贝角频率，相应的频率两个f1和f2称为3分贝频率。两个角频率之 差称为该网络的通频带宽： R BW??2－?1＝ L RLC串联电路幅频特性可以用品质因数Q来描述： ??L1Q?0?0 BWR?0CR
三、实验仪器和器材 1．函数信号发生器 2．示波器 3．电阻 4．电感5．电容 6．实验电路板 7．短接线 8．导线 四、实验内容及步骤 1．连接实验电路 按图9-3所示连接电路。其中，电感L= 33mH,电容C=μF,电阻R分别取620Ω和Ω,图中r为电感线圈本身的电阻。 图9-3 2．测绘谐振曲线 测量结果填入表9-1中。 表9-1 R=620Ω的谐振特性 3．研究电路参数对谐振曲线的影响 将图9-3中电阻改为Ω，重复2中步骤，结果填入表9-2中。 表9-2 R=Ω的谐振特性 4．计算通频带宽BW和品质因数Q 将计算结果填入表9-3中。 表9-3 通频带宽BW和品质因数Q 五、思考题 1. 实验中怎么样判断电路已经处于谐振状态？
RC振荡电路实验报告(特选资料)
广州大学学生实验报告 院（系）名称 物理与信息工程系 班别 姓名 专业名称 学号 实验课程名称 模拟电路实验 实验项目名称 RC 串并联网络（文氏桥）振荡器 实验时间 实验地点 实验成绩 指导老师签名 【实验目的】 1.进一步学习RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件。 2.学会测量、调试振荡器。 【实验原理】 从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大器。若用R 、C 元件组成选频网络，就称为RC 振荡器， 一般用来产生1Hz ～1MHz 的低频信号。 RC 串并联网络（文氏桥）振荡器 电路型式如图6－1所示。 振荡频率 RC 21 f O π= 起振条件 |A &|＞3 电路特点：可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。 图6－1 RC 串并联网络振荡器原理图 注：本实验采用两级共射极分立元件放大器组成RC 正弦波振荡器。 【实验仪器与材料】 模拟电路实验箱 双踪示波器 函数信号发生器 交流毫伏表 万用电表 连接线若干
【实验内容及步骤】 1.RC 串并联选频网络振荡器 （1）按图6－2组接线路 图6－2 RC 串并联选频网络振荡器 （2）接通RC 串并联网络，调节R f 并使电路起振，用示波器观测输出电压u O 波形，再细调节R f ，使获得满意的正弦信号，记录波形及其参数，即，测量振荡频率，周期并与计算值进行比较。 （3） 断开RC 串并联网络，保持R f 不变，测量放大器静态工作点，电压放大倍数。 （4）断开RC 串并联网络，测量放大器静态工作点及电压放大倍数。（输入小信号：f=1KHz,峰峰值为100mV 正弦波）用毫伏表测量u i 、u 0 就可以计算出电路的放大倍数。 （5）改变R 或C 值，观察振荡频率变化情况。 将RC 串并联网络与放大器断开，用函数信号发生器的正弦信号注入RC 串并联网络，保持输入信号的幅度不变（约3V ），频率由低到高变化，RC 串并联网络输出幅值将随之变化，当信号源达某一频率时，RC 串并联网络的输出将达最大值（约1V 左右）。且输入、输出同相位，此时信号源频率为 2πRC 1 f f ο== 【实验数据整理与归纳】 （1）静态工作点测量 U B （V ） U E （V ） U C (V) 第一级 2.48 2.96 4.66 第二级 0.84 11.51 1.01 （2）电压放大倍数测量： u i (mV) u o (V) Av 788 2.80 3.60
实验报告-声波谐振管
【实验题目】声波谐振管实验 【实验仪器】 【实验记录与分析】 （长度保留到毫米，所有图标明图题、各轴代表的量和单位、实验数据点、拟合直线及其方程和相关系数） 实验室温度：T ＝24℃,谐振管直径：L 0=3.2cm ，声速理论值：v 0=346.1m/s （保留一位小数） 一、 最小谐振频率的测定 计算开管最小谐振频率的理论值f 0=Hz 所测闭管的管长L ＝cm ，闭管最小谐振频率的理论值f 0’=Hz 分别作开管和闭管的f 与n 的曲线，用直线拟合求出 各自的最小谐振频率的实验平均值 图1 图2 最小谐振频率的实验结果： 开管：f 实=179.47 Hz ，|(f 实-f 0)/f 0|=4.02%;闭管：f 实’=Hz ，|(f 实’-f 0’)/f 0’|=%
二、测量驻波波形 1、开管驻波波形（压强波）（从0开始每隔2cm测一点） 开管驻波波形图： 图3 2、闭管驻波波形（压强波）（从0开始每隔2cm测一点）
闭管驻波波形图： 图4 以n为横坐标，管长为纵坐标作图，并进行直线拟合，求声速：
作L与Δt曲线，直线拟合，求声速。 麦克风距离波源1.5cm，波反射回来经过的路程s(cm)=2L(cm)-3(cm),以此为横坐标作图,则声速v=1/k: 图6 闭管中的声速：v=341.3m/s，相对误差：|(v-v0)/v0|=1.39% 2、测量开管中的声速（自行设计） 图7 【总结与讨论】 本实验总体来讲较为成功。实验一中，闭管测得基频与经验公式的结果相差很大，可能是实验过
程中仪器不太稳定，而且采用了较长的管长，导致测量管长的时候不太准确。实验二、三、四都是探究性质的实验，因此没有做误差分析。但是根据常识，实验二中的波形图大体正确，实验三四测出的声速也与24摄氏度时的声速（346.1m/s）相差不多。 成绩（满分30分）：指导教师签名：日期：
串联谐振电路实验报告
实验三：串联谐振电路 一、实验目的： 1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。 3.理解电路品质因数及通频带的物理意义和其测定方法。 4.测定RLC 串联谐振电路的频率特性曲线。 二、实验原理： RLC 串联电路如图所示，改变电路参数L 、C 或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数： Z=R+j(ωL-1/ωC) 当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。 谐振角频率ω0 =1/LC ，谐振频率f 0=1/2π LC 。 谐振频率仅与原件L 、C 的数值有关，而与电阻R 和激励电源的角频率ω无关，当ω<ω0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω0时，电路呈感性，阻抗角φ>0。 1、电路处于谐振状态时的特性。 （1）、回路阻抗Z 0=R,| Z 0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。 （2）、回路电流I 0的数值最大，I 0=U S /R 。 （3）、电阻上的电压U R 的数值最大，U R =U S 。 （4）、电感上的电压U L 与电容上的电压U C 数值相等，相位相差180°，U L =U C =QU S 。 2、电路的品质因数Q 和通频带B 。 电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q ，即： Q=U L （ω0）/ U S = U C （ω0）/ U S =ω0L/R=1/R*C L / 回路电流下降到峰值的0.707时所对应的频率为截止频率，介于两截止频率间的频率范围为通频带，即： B=f 0 /Q 2、谐振曲线。 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。 在U S 、R 、L 、C 固定的条件下，有 I=U S /22)C 1/-L (ωω+R U R =RI=RU S /22)C 1/-L (ωω+R U C =I/ωC=U S /ωC 22)C 1/-L (ωω+R