实验7-RLC串联谐振电路在Multisim10中仿真操作介绍课件.ppt

1、1、按照实验书的要求在宿舍对这两个实验进行仿真，仿真的数据记录在纸质实验报告上，也就是按实验书的要求写实验7和实验9两份报告，每份报告的首页右上角写上序号，夹在实验书中，等18周周二下午到B2-303实验室接受考查这两个实验时亲手交给考查的老师。2、当做完这两个实验的仿真，数据记录完整，检查无误后，把仿真文件提交到邮箱：，记得要回执，提交的最后时限是：15周星期四18:00前！仿真文件名和存放文件夹严格按下面的命名规则进行：如3号王梓良同学 11电管1班03号王梓良实验7A/B/C.ms10 或 11电管1班03号王梓良实验9A/B/C/D.ms10 如实验7实验内容中第1题的文件名为11电管

2、1班03号王梓良实验7A.ms10，第2题的文件名为11电管1班03号王梓良实验7B.ms10；实验9实验内容中第1题的积分电路文件名为11电管1班03号王梓良实验9A1.ms10，第1题的微分电路文件名为11电管1班03号王梓良实验9A2.ms10，第2题的文件名为11电管1班03号王梓良实验9B.ms10等等 把这些仿真文件集中放在文件夹“11电管1班03号王梓良”中，序号为2位数，1-9号加个0，如7号，要写为07号，数字用阿拉伯数字，文件名和文件夹名字符之间不要插空格或其它字符，把该存放的文件夹进行压缩，发这个压缩文件给老师。3、17周星期五给大家在宿舍复习，把这两个实验的操作搞熟练，

3、等待18周周二下午到实验室接受考查，届时只能带书和报告，其他不能带，如U盘、事先做好的仿真文件等，按现场老师布置的实验内容进行仿真操作，包括建立电路、数据的获得等，考查的实验内容就是从实验7和实验9这两个实验中选。4、在完成这两个实验时，参考老师的课件，一步步进行，不宜作过多的系统设置！电工电子实验中心实验实验7 RLC串联谐振电路在Multisim10中仿真操作介绍中仿真操作介绍一、实验目的 1、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。2、学习用实验方法绘制RLC串联电路幅频特性曲线。3、熟练掌握multisim 10.0的使用方法。实验原理实验

4、原理1、在图（一）所示的 R、L、C 串联电路中，当正弦交流信号源 U 1 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 0 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 0 之值，然后以 f 为横坐标，以 U 0/U i 为纵坐标（因 U i 不变，故也可直接以 U 0 为纵坐标），绘出光滑的曲线，此即为幅频率特性曲线，亦称谐振曲线，如图（二）所示。2、在 处，即幅频率特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时 X L=X C，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

5、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 0，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 测定，U C 与 U L 分别为谐振时电容器 C 和电感线圈 L 上的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度 f=f 2-f 1，再根据 求 Q 值。式中 f 0 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 （=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

6、数，而与信号源无关。LCff210实验内容实验内容(1)在multisim 10.0电路工作区建立实验书上图7-3的实验电路，组成监视、测量电路。如图1，C=0.01F，L=10mH，选R=200。用万用表的交流挡作为交流电压表和示波器监视信号源输出，使信号发生器输出电压Ui=3V，并保持不变。从元件库中调用元件，可点击菜单Place/Component，如图2，接着调用电容C=0.01F=10nF，如图3，调用电感如图4，调用电阻如图5。从仪器栏中调用信号发生器、万用表和示波器，如图6、图7和图8，实际上对于本实验的仿真，示波器可以不要！仪器栏中各仪器的图标比较小，但是当鼠标停留在它上面时，

7、有显示其英文名字，如果实在还看不懂，也可以干脆点击该仪器图标，放到电路工作区，看看是否是所要的，不是的话，把它删除就可以了。元件和仪器都调齐后，移动到合适位置，把它们连接起来，就是图1的实验电路了。图1图21.实验电路图和调用元件的菜单界面实验电路图和调用元件的菜单界面图32.调用电容的界面调用电容的界面图43.调用电感的界面调用电感的界面图54.调用电阻的界面调用电阻的界面图8图75.调用信号发生器、万用表和示波器的界面图6图9 双击电路工作区信号发生器的图标，得到图9的设置界面，按下波形Waveforms下的正弦信号选择按钮，在幅度Amplitude设置框中填入如4.24264（即31.4

8、14），单位选择峰值Vp，这样就可以得到有效值为3V的正弦信号，频率Frequency根据需要再直接填入。各万用表都把它们设置为交流电压表（毫伏表），如图10。6.信号发生器、万用表的设置界面图10（2）找出电路谐振频率0。其方法是：在信号发生器频率Frequency设置框中直接填入谐振频率的理论值 ，按下电源开关，观察接在R（200）两端的万用表（毫伏表）XMM2的显示值Uo，如果Uo的读数为输入电压3V时，那么此时的填入的频率值即为电路的谐振频率0，否则必须在谐振频率的理论值左右小步改变设置值，直到电阻两端Uo的读数为输入电压3V，因为电路谐振时电感与电容的阻抗值相等，它们两端的电压相等，

9、方向相反，电路呈现纯阻性，阻值为 R（200），另外，也同时可从XMM4、XMM3读出UC和UL的测量值，万用表（毫伏表）的量程自动会改变，不需要人工干预。（3）在谐振点两侧，按表7-2频率递增或递减，依次逐点测出Uo、UL、UC之值，记入7-2中。在上下限频率H、L附近注意观察Uo的值，当Uo=2.12V时，这个频率就是H（大于0）或、L（小于0）。HzLCf49.159151001.0101021216307.仿真操作方法8.仿真的数据f/kHz11K13K14.1K14.4K L14.9K15.4K15.91049K016.4K16.9K17.58KH18K19K21KUo/VUL/VU

10、c/VHzLCf49.159151001.010102121630表72接近理论值计算得到：Q=UL/U0=5 判断电路谐振频率0也可以用李萨如图形法，示波器的设置如图11，红圈按钮是使示波器为X-Y工作方式，按下电源开关，点击单次扫描按钮（蓝圈），电路谐振时，可以看到一天斜直线。如果做硬件实验，本方法很有用，但对于本仿真，用万用表判断就可以了，比较简单。图119.李萨如图形法判断电路谐振频率010.Q=10和Q=2仿真的数据f/kHz11K13K14KL14.5K15.135K L15.4K15.91049K016.4K16.72KH17K18K20KUo/VUL/VUc/V表73 Q=10

11、、R=100时，Uo的测量数据(4)输入电压Ui、电感L、电容C不变，改变电路中R的数值，使得电路的品质因数分别为Q=10、Q=2，重复上述步骤，把数据分别记录于表7-3、表7-4中。HzfQLfRRLfRiLiUUQOL49.15915220000Q=10代入，求得代入，求得R=99.99，取标准值，取标准值100 Q=2代入，求得代入，求得R=499.99，取标准值，取标准值510 f/kHz7K9K11K12.38KL13K14K15.85K017K18K20.45KH22K25KUo/VUL/VUc/V表74 Q=2、R=510时，Uo的测量数据Q=10Q=2Q=5U0=3V图12图13图1411.根据仿真的数据得到3个不同Q值的幅频曲线U0=3VU0=3V电工电子实验中心