目标：
本实验活动的目标是：
- 使用ALICE-VVM阻抗分析仪软件测量元件阻抗和电路阻抗。
- 研究RLC电路的幅度和相位随频率变化的情况。
背景：
阻抗是对交流电流的阻力。与电路提供给特定频率的电流完全对立。阻抗(Z)表示为电阻(R)和电抗(X)的组合，并以欧姆(Ω)为单位测量。它可以表示为复量：
在2D极坐标图上表示阻抗，其中x为其实轴，y为其虚轴。电阻分量是沿实轴的线，电抗分量是沿虚轴的线。
对于电阻，阻抗与直流电阻相同，并且是沿x轴的线。对于电容，阻抗（或更具体地说，电抗）XC是虚数并且表示为沿2D极坐标图的负y轴的线。电容的电抗取决于频率，公式如下：
其中ω = 2πf为角频率。
对于电感，阻抗（或更具体地说，电抗）XL是虚数并且可表示为沿2D极坐标图的正y轴的线。电感的电抗也取决于频率，公式如下：
串联RLC电路的阻抗是各个元件的阻抗之和。
这也可以表示为极坐标图上的相量矢量：
材料：
- ADALM1000硬件模块
- 电阻（1.0 kΩ、470 Ω）
- 电容(1.0 μF)
- 电感(10 mH)
步骤：
- 元件阻抗的测量：
- 在CA-V和CB-V之间连接一个REXT = 1 kΩ 的电阻，在CB-V和2.5 V固定电源之间连接一个470 Ω电阻作为RS。
- 运行ALICE-VVM软件工具。
- 在表1记下电阻的幅度、相位、电阻和电抗。请注意，默认频率设置为1000 Hz。验证相量是否沿实轴并且相位为零。此外，由于电抗为零，因此幅度应与电阻相同。
- 用CS = 1.0 μF替换RS并记下幅度、相位、电阻和电抗值。对于电容，相量应沿负虚轴，相位应为+270°或–90°。
- 用LS = 20 m替换CS。记下幅度、相位、电阻和电抗值。对于电感，相量应沿正虚轴，相位应为90°。
- 在RLC电路上测量电路阻抗和频率效应：
- 使用给定的元件值设置图1所示的串联RLC电路：REXT = 1 kΩ, RS = 470 Ω, CS = 1.0 μF, 以及LS = 20 mH.
图3. 阻抗测量试验板电路。 - 记下默认频率为1000 Hz的RLC电路的幅度、相位、电抗和电阻。在表1中记录这些值。
- 调整频率直到相位变为零并记下此频率。这是一个特殊的频率，其总电抗为零，电路是纯电阻的。
如果：
则
因此，RLC电路的阻抗现在只是电阻。发生这种情况的频率称为谐振频率。它可以使用公式9通过数学运算推导出：
- 以100 Hz为步进改变频率使其低于f o，并通过阻抗分析仪获取最多三个测量读数。在表1中记录这些读数。通过以100 Hz为步进改变频率使其高于f o，重复相同的操作。仔细观察幅度相量的旋转（橙色线）。
- 使用给定的元件值设置图1所示的串联RLC电路：REXT = 1 kΩ, RS = 470 Ω, CS = 1.0 μF, 以及LS = 20 mH.
测量：
| Frequency (Hz) | Magnitude (Ω) | Phase (degrees) | Resistance (Ω) | Reactance |
问题：
- 使用公式9计算串联RLC的谐振频率f o，并与测量值比较。两者之间的百分比误差是多少？
- 当电抗分量等于电阻分量时，计算串联RLC电路的幅度和相位。
你可以在StudentZone blog上找到答案。
注：
与所有ALM实验室一样，当涉及与ADALM1000连接器的连接和配置硬件时，我们使用以下术语。绿色阴影矩形表示与ADALM1000模拟I/O连接器的连接。模拟I/O通道引脚被称为CA和CB。当硬件配置为驱动电压/测量电流时，添加-V，例如CA-V；当硬件配置为驱动电流/测量电压时，添加-I，例如CA-I。当通道配置为高阻态模式以仅测量电压时，添加-H，例如CA-H。
示波器迹线同样按照通道和电压/电流来指称，例如：CA-V和CB-V指电压波形，CA-I和CB-I指电流波形。
