1、6.1 电路频域测量-策动点阻抗1 / 6实验四：6.1 电路的频域测量策动点阻抗一 、实验目的：(1)掌握策动点阻抗的测量方法。(2)掌握示波器测量相位差的方法。二、实验仪器和器材AFG 2005 信号发生器、ss-7804 示波器、实验箱。三、实验内容1.RC 串并联电路策动电阻抗的测量图中 R=1.2k，C1=0.47F，C2=0.047F。分别测量频率为 500Hz、2kHz、4kHz 、10kHz 时策动点阻抗。2.RC 串联电路策动电阻抗的测量R=510，C=0.1F 。分别测量频率为 200Hz、2kHZ、5kHz 、10kHZ 时的策动点阻抗。V sC 1R C 2V sCRR
2、C 串并联电路 RC 串联电路四、MULTISIM 实验仿真：1、RC 串并联电路策动点阻抗的测量RC 串并联电路如图所示，图中 R = 1.2k，C1=0.47 uF，C2 =0.047 uF。分别测量频率为 500 Hz 、2kHz 、4 kHz、10 kHz 时的策动点阻抗。V110 Vpk 500 Hz 0 R110R21.2kC10.47FC20.047FXSC2A BExt Trig+_ + _6.1 电路频域测量-策动点阻抗2 / 62、 R 电路串联电路策动点阻抗的测量RC 串联电路如图所示，图中 R=510，C=0.1 F。分别测量频率为200Hz、2KHz 、5KHz 、1
3、0kHz 时的策动点阻抗。V110 Vpk 500 Hz 0 R2510C10.1FXSC2A BExt Trig+_ + _R116.1 电路频域测量-策动点阻抗3 / 6五、实验原理1) 测 量 电 流 采 用 接 入 小 电 阻 r 的 间 接 测 量 法 。 7 参 考 点 ， 测 量 的 电 压 存 在 一 定 误 差 ， 所 以 阻 r应 尽 可 能 小 （ 取 10） 以 减 小 测 量 误 差2) 双 迹 法 ： 通 过 测 量 波 形 数 据 可 以 得 到 电 压 波 形 的 特 征 值 ，V1m 和 V2m 是 两 个 正 弦 电 压 最 大值 ， T 是 两 个 正 弦
4、 电 压 的 周 期 ， 周 期 频 率 和 角 频 率分别为 f=1/T 和 w=2 /T 相位差=-2 /T。 3) 椭 圆 法 ： 示 波 器 选 择 X-Y 工 作 方 式 ， 输 入 耦 合 开 关 接 地 （ GND） ， 调 节 位 移 旋 钮 ， 使 光 电 位 于荧 光 屏 中 心 或 某 一 个 水 平 、 垂 直 线 的 交 叉 点 上 （ 建 立 坐 标 系 原 点o） 。 输 入 耦 合 开 关 置 于 AC，接 入 信 号 ， 调 节 “电 压 灵 敏 度 ”旋 钮 ， 使 显 示 的 波 形 大 小 适 当 。 测 出 a,b 的 长 度 ， 由 =arcsin
5、(a/b) 计算出相位差。六、实验要求及注意事项1在测量策动点阻抗模值时，每当信号频率改变后，要对 vS重新调整和测量幅度，保证其输出电压幅度不变。2用双迹法和椭圆法测量相位差时，要注意调整基线或坐标原点的位置及图形的形状，以减小测量误差。3记录 2kHz 时的双迹法和椭圆法准确图形，并标出原始数据。6.1 电路频域测量-策动点阻抗4 / 6七、试验数据记录1、RC 串并联电路策动点阻抗的测量频率/Hz 500 2k 4k 10k外接电阻阻值 r/ 10 10 10 10信号源电压 Vpp/V 10 10 10 10电源电压 VCH1/V 10 9.991 9.997 10电源电压 VCH1/
6、V小电阻 r 电压 VCH2/mV 68.08 91.364 130.692 278.268小电阻 r 电压 VCH2/mV阻抗模的理论值/ 1468.8602 1093.538 764.9282 359.3658阻抗模的实际值/T2-T1 理论值/us 210 62.565 38.582 20.855T2-T1/us相位差 理论值/ 37.8 45.0468 55.55808 75.078相位差 实际值/6.1 电路频域测量-策动点阻抗5 / 62、 R 电路串联电路策动点阻抗的测量频率/Hz 200 2k 5k 10k外接电阻阻值 r/ 510 510 510 510信号源电压 Vpp/V
7、 10 10 10 10电源电压 VCH1/V 9.999 9.976 8.563 9.479电源电压 VCH1/V小电阻 r 电压 VCH2/mV 636 5388 8398 9372小电阻 r 电压 VCH2/mV阻抗模的理论值/ 8195.28 947.49 612.16 546.35阻抗模的实际值/T2-T1 理论值/us 1157 79.99 16.83 5.26T2-T1/us相位差 理论值/ -83.304 -57.5892 -30.294 -18.936相位差 实际值/画出 2kHz 时的双迹法和椭圆法准确图形，并标出原始数据6.1 电路频域测量-策动点阻抗6 / 6八、误差分
8、析：在第一个实验中误差较大，第二个实验中误差很小，这是由于接入电阻存在，电流大小受影响，间接影响实验结果，因此在实验的改进中，接入电阻应远小于被测电阻的阻抗，减小测量误差，但不宜太小，否则容易受干扰。实验过程中，应确保输入电压恒为10V。九、思考与收获1、比较、总结双迹法与椭圆法的优缺点，各在什么情况下使用方便？双迹法的优点在于测信号峰峰值时比椭圆法误差更小。在测峰峰值时如果用椭圆法你需要分别测出椭圆在 X 轴和 Y 轴上的投影，而双迹法却只要测出图像的峰峰值就可以了，因此可以减小误差。而在测信号的相位差时椭圆法的误差更小。双迹法测相位差时你需要一个周期的时间和两列波同样值的两点间的时间差。而在测这两个数据时，随着频率的增加两列波的周期变短，在调节的时候很容易由于示波器扫描的频率过低而使屏幕上出现一个杂乱无章的图像，影响测量的准确性，而椭圆法却不会有这样的现象。2、在测量 RC 串联电路的策动点阻抗时，是否需要加入供测量电流用的小电阻，为什么？不需要。在 RC 串联电路本身就有一个定值电阻，它的作用包括了供测量电流用的小电阻的作用。在测量时可以通过测量该电阻的电压间接测量电流。3、通过本次试验，我掌握了策动点阻抗的测量方法，以及双迹法和椭圆法测量相位差的方法。
