华意电力是一家专业研发生产串联谐振的厂家，本公司生产的串联谐振在行业内都广受好评，以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。
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。
Multisim 能帮助专业人员分析电路 , 采用直观 、易用的软件平台将原理图输入 ,并将工业标准的 Spice 仿真集成在同一环境中 ,即可方便地仿真和分析电路 。同时 Multisim 为教育工作者的教学和专业设计人员分别提供相应的软件版本 。工程师 、研究人员使用 Multisim 进行原理图输入 、Spice 仿真和电路设计 ,无需 Spice 专业知识, 即可通过仿真来减少设计流程前期的原型反复。Multisim 可用于识别错误、验证设计, 以及更快地恢复原型。此外 ,Multisim 原理图可便捷地转换到 NI Ultiboard 中完成PCB 设计 。
Multisim的分析方法
Multisim 提供了多种分析方法, 它利用仿真产生的数据执行分析 ,分析范围很广 ,从基本的到极端的不常见的都有,并可以将一个分析作为另一个分析的一部分自动执行。对于每种分析方法 , 用户只需告诉 Multisim 哪些分析要做 ,系统就会自动地进行分析, 并把结果以图形的方式或数据列表的方式展现出来。用户也可以通过输入 Spice 命令来创建自定义分析。
交流分析常用于电路的频率响应 。在交流分析中 ,对于所有的非线性元件的小信号模型 ,首先通过直流工作点分析计算得到线性之后创建一个复矩阵 ,直流源都设置为零值。交流源、电容和电感通过自身的交流模型呈现 ;非线性元件通过线性交流小信号模型呈现, 它源自直流工作点的运算分析结果 。所有输入源都被认为是正弦信号,源的频率被忽略 。如果函数发生器设置为正弦波以外的波形 ,它将自动切换到内置的正弦信号 ,再进行分析计算函数和频率响应 。
从 Multisim 10 仿真软件进行 RLC 串联谐振电路实验的结果来看 , RLC 串联谐振电路在发生谐振时 ,电感上的电压 U L 与电容上的电压U C 大小相等 , 相位相反。这时电路处于纯电阻状态, 且阻抗最小, 激励电源的电压与回路的响应电压同相位。谐振频率 f 0 与回路中的电感 L 和电容C 有关,与电阻 R 和激励电源无关 。
品质因数 Q 值反映了曲线的尖锐程度 ,电阻 R 的阻值直接影响Q 值 。实验过程中,使用者可方便地选用元器件。通过虚拟仪器, 免去了昂贵的仪表费用 , 并可以毫无风险地接触所有仪器,仿真软件多种分析方法提供了可靠的分析结果 ,这是现实中很难实现的 。
一、实验目的
1．学习测定RLC串联电路的谐振频率，加深对RLC串联电路谐振特点的理解。
2．学习测定RLC串联电路电流谐振曲线的方法。
3．熟悉数字万用表的使用方法。
二、实验原理
1．在图l所示的RLC串联电路中，改变正弦交流信号Ui的频率f时，电路中的感抗、容抗随之改变，电路中的电流也随f而改变。在保持Ui幅度不变时，改变Ui的频率f，在不同频率的作用下，测出R两端电压U0，则I=，然后以f为横坐标，以I为纵坐标，绘出光滑的曲线，即为RLC电路的幅频特性，也称为电流谐振曲线，如图2所示。
2、在
处，即（XL=XC）
幅频特性曲线尖峰所在的频率点，该频率点称为谐振频率，此时电路呈纯阻性，电路总阻抗最小Z=R，在Ui为定值时，电路中的电流I0达到最大值，且与输入电压Ui同相位，理论上，此时UL0=UC0=QUi。
式中Q称为电路的品质因数，即
当L、C一定时，Q值由电路中的总电阻决定，电阻R越小，品质因数Q越大。
3．电路品质因数Q值的两种测量方法。
（1）根据公式
测定，UL0与UC0分别为谐振时电感和电容上的电压；
（2）通过测量谐振曲线的通频带宽度再根据求出Q值，式中
为谐振频率，
和
是失谐时，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，电路选频特性越好。
三、实验仪器
1.函数信号发生器
2.台式万用表
3双踪示波器
4.KHDL-3实验箱
（注：本实验中L约为30mH）
四、实验内容及步骤
按图3电路接线，取R＝200Ω，C=0.1uf，调节函数信号发生器，使其输出一个1V的正弦信号（DM-441B的AC 2V 挡测得），并在整个实验过程中保持Ui=1V幅值不变。
1、找出电路的谐振频率 。其方法是，将数字万用表接在电阻R两端，令信号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号发生器的输出电压幅度不变），当UO的读数为最大时，读出信号发生器的频率显示值，即为谐振频率fo，然后测量出U0、UC0、UL0之值（注意及时更换万用表的量程）
2、测定电流谐振曲线。在谐振点两侧，应先测出 和 相应的U0值，然后逐点测出不同频率下U0值
五、实验报告
根据实验数据绘制出两种R参数下的幅频特性
六、实验预习
1、根据实验电路给出的元件参数值（L=30mH，C=0.1uF），估算电路的谐振频率，估算两种R参数下品质因数Q和通频带。
2、如何判别电路是否发生谐振？
3、电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大?如果信号源电压1Ｖ，电路谐振时，用数字万用表测UL和UC，应该选择多大的量程？
七、实验注意事项
1．实验过程中测量电压时，注意万用表的当前状态应设置为交流电压
2．实验过程中要始终保持Ui电压值为1V不变，特别是改变频率时尤其要注意。
3．在测量UC0和UL0数值前，应根据实验前估算的数值及时更换万用表的量程，在测量UC0和UL0时，万用表的“红表笔”端接C与L的公共点，其黑表笔分别触及L和C的另外一端。