RC串并联电路
RC网络频率特性和选频特性的研究(综合实验)
一、实验目的
1．学会已知电路性能参数的情况下设计电路（元器件）参数；
2．用仿真软件Mutualism研究RC串、并联电路及RC双T电路的频率特性；3．学会用交流毫伏表和示波器测定RC网络的幅频特性和相频特性；4．理解和掌握低通、高通、带通和带阻网络的特性
5．熟悉文氏电桥电路的结构特点及选频特性。
二、实验设备
（记录所用设备的名称型号编号）
三、实验原理
电路的频域特性反映了电路对于不同的频率输入时，其正弦稳态响应的性质，一般用电路的网络函数()
H jω表示。当电路的网络函数为输出电压与输入电压之比时，又称为电
压传输特性。即：
()2
1
U
H j
U
ω=
1．低通电路
U
2
图4.3.1 低通滤波电路图4.3.2低通滤波电路幅频特性
简单的RC滤波电路如图4.3.1所示。当输入为
1
U，输出为
2
U时，构成的是低通滤波电路。因为：
11
2
1
11
U U
U
j C j RC
R
j C
ωω
ω
=?=
+
+
所以：
()()()2111U H j H j U j RC
ωω?ωω=
==∠+ ()()
2
1H j RC ωω=
+ ()H j ω是幅频特性，低通电路的幅频特性如图 4.3.2所示，在1RC ω=时，()1
20.707H j ω==，即210.707U U =，通常2U 降低到10.707U 时的角频率称为截
止频率，记为0ω。
2．高通电路
图4.3.3是高通滤波RC 电路。
C
R 1
U 2
U ω
ω0
0.707
1()
H j ω
图4.3.3 高通滤波电路 图4.3.4 高通滤波电路的幅频特性
12111U j RC
U R U j RC
R j C ωωω=
?=
?+??+ ???
所以：
()()()211U j RC H j H j U jRC
ωωω?ω=
==∠+ 其中()H j ω传输特性的幅频特性。电路的截止频率01RC ω=
高通电路的幅频特性如4.3.4所示 当0ωω<<时，即低频时
()1H j RC ωω=<<
当0ωω>>时，即高频时，
()1H j ω=。
3．研究RC 串、并联电路及RC 双T 电路的频率特性；
4．文氏电桥电路的结构特点及选频特性。
四、实验方法
测量频率特性用“逐点描绘法”，图4.3.5表明用交流毫伏表和双踪示波器测量RC 网络频率特性的测试图，在图中：
示波器
信号源RC 网络毫伏表
频率计
i
U 0
U
图4.3.5 测量方法 图 测量相频特性方法
测量幅频特性：保持信号源输出电压（即RC 网络输入电压）i U 恒定，改变频率f ，用交流毫伏表监视i U ，并测量对应的RC 网络输出电压0U ，计算出它们的比值0i A U U =，然后逐点描绘出幅频特性。
测量相频特性：保持信号源输出电压（即RC 网络输入电压）i U 恒定，改变频率f ，，用交流毫伏表监视i U ，用双踪示波器观察0U 和i U 波形，如图4.3.6所示，若两个波形的延时t ?，周期为T ，则它们的相位差0360t T ?=??，
，然后逐点描绘出相频特性。 五、实验步骤及内容
1．取R=Ω，U=120v ，取电压截止频率f=55kHz ，由1
0==RC ωω可以计算出电容大小
C=，
如下图(1)连接电路：
图(1)
双击XPB1，调节按钮参数，得到该电路的幅频曲线如图(2)：
图(2)
在XPB1中点击相位按钮，得到电路的相频曲线图(3)：
图(3)
图(4)
设置电源输入电压的频率f=55kHz得到输入和输出电压的曲线如图(5)：
图(5)
此时相位差为0。
图(6)
五、对本实验的认识与体会