實驗五 結報
姓名：
王建閔
學號：
111206537
主題一
VC 的相位曲線(模擬結果)
VC 的 HdB 曲線(模擬結果)
fc = 1592.357Hz
頻率
159.2357
796.1783
1592.357
7961.783
15923.57
HdB 理論值
-0.04321
-0.9691
-3.0103
-14.1497
-20.0432
理論值
-5.71059
-26.5651
-45
-78.6901
-84.2894
Vs 量測值
4.968
4.937
4.962
4.735
4.747
VC 量測值
4.952
4.327
3.219
0.882
0.449
HdB 計算值
-0.028019
-1.145525
-3.272741
-14.59407
-20.48346
t 量測值
0.000139
0.000095
0.000078
0.0000275
0.0000143
計算值
7.9681544
27.229298
44.713385
78.821652
81.974538
VC 的相位曲線
VC 的 HdB 曲線
0
Hdb
-10
-15
-20
-25
6
4
Vc(V)
2
θ
-5
100
80
60
40
20
0
0
2
4
6
Vc(V)
0
數據分析與討論：
在 RC 電路的頻率響應實驗中，需要以一訊號產生器提供正弦波，並且透
過是波器來顯示輸入跟輸出的電壓波型，透過波型去得到各個電壓的量測值以
及∆t 的量測值。再將這些數據帶回傳遞函數公式以求得 HdB 以及 ，而這些數
據與 VC 作圖得到的圖形與原先預報所進行的模擬相當類似。當 VC 越來越小
時，HdB 也會往負的方向遞減；當 VC 越來越小時，則是會越來越大。
主題二
以電容濾除 dc offset
C = 0.1 F
Vo and Vo’
C = 22 F
Vo and Vo’
以 RC 低通濾波器濾除高頻成分
Vo’/Vo 之 HdB 曲線(1 組 RC 濾波器)
Vo’/Vo 之 HdB 曲線(3 組 RC 濾波器)
Corner frequency =
Corner frequency =
______1592.37_________
_____1592.37__________
Slope = ______-20_________
Slope = _______-20________
Vo’ and Vo (1 組 RC 濾波器)
Vo’ and Vo (3 組 RC 濾波器)
Vo’ and Vo (1 組 RC 濾波器)
Vo’ and Vo (3 組 RC 濾波器)
數據討論與分析：
本主題是在討論以電容及 RC 濾波器時對於輸出電壓的影響以及圖形的趨
勢。首先第一個是以電容來過濾 dc offset，從實驗圖形中可以發現，電容為 0.1
F 時，看起來沒有太大的濾波效果，而當電容為 22 F 時，效果則比較明顯。
接著是以 RC 電路作為濾波器的實驗結果，兩者皆是高階低通濾波器，不過可
以發現 3 組所產生的濾波效果較好。
主題三
VL 的 HdB 曲線(模擬結果)
VL 的相位曲線(模擬結果)
fc = _______1592.357________Hz
頻率
159.2357
796.1783
1592.357
7961.783
15923.57
HdB 理論值
-39.95 dB
-11.13 dB
4.64 mdB
169.88 mdB
43.16 mdB
理論值
174.23
146.29
90
11.76
5.76
Vs 量測值
4.91
5.05
5.06
5.47
5.62
VL 量測值
0.748
1.46
2.43
4.71
5.49
HdB 計算值
-16.3436
-10.77877
-6.370885
-1.299328
-0.203279
t 量測值
0.003
0.00047
0.000176
0.000042
0.0000092
計算值
171.97456
134.71337
100.89174
120.38216
52.738864
o
o
o
o
o
VL 的相位曲線
VL 的 HdB 曲線
0
-2
-4
Hdb
-6
-8
-10
-12
-14
-16
-18
0
1
2
3
VL(V)
4
5
6
90
80
70
60
θ
50
40
30
20
10
0
0
1
2
3
4
5
6
Vc(V)
數據分析與討論：
在 RLC 電路的頻率響應實驗中，也是透過訊號產生器形成一個正弦波，在
進行電壓的輸出與入的圖形觀察，然而，RLC 電路輸出端要量測的是電感的電
壓值。並且計算方式及技巧與主題一類似，透過一系列的量測及計算後，我得
到當 VL 越來越大時，HdB 會由負往正的方向遞增；而當 VL 越來越大時，的
計算值則會從附近往遞減，這些趨勢都符合原先預報所做的模擬。
問題與討論：
1. 主題一中量測所得的 HdB 值應該都要小於等於零，請討論其原因為何？
𝑉
因為在 RC 電路中，HdB 的計算值為 20 + 𝑙𝑜𝑔 𝑉𝐶 而𝑉𝑆 通常都會大於等於𝑉𝐶 ，
𝑆
所以在取 log 的部分為小於一的數，所得到的 log 值就會是負的或等於零。
2. 請以理論計算說明主題一中所量得的 HdB 曲線及曲線的行為。
從主題一量測到的輸入輸出電壓值代入講義中所給的公式可以得到數據圖逤呈
現的趨勢及結果。而當輸出電壓值當 VC 越來越小時，HdB 也會往負的方向遞
減；當 VC 越來越小時，則是會越來越大，這些都與講義範例符合。
3. 主題二中以串聯電容來濾除 dc offset，是否兩個不同電容值的電容都能將 dc
offset 濾除嗎？兩者效果有何不同？如果無法完全濾除可能的原因為何？
在主題二中是以 0.1 F 以及 22 F 作為電容來濾除 dc offset，從實驗結果中發
現 0.1 F 的濾除效果沒有非常明顯，而 22 F 的濾除效果則是比較明顯。造成
無法完全濾除 dc offset 的原因可能是因為電容值的不合適，其時間常數會不
同，這將影響 DC offset 的濾除速度，或者可能是他原因都有可能。
4. 主題二中加上不同數量濾波器後，產生的輸出訊號有何不同？請針對訊號強
度、相位、形狀三方面進行分析，並討論造成此差異的原因。
在訊號強度部分，使用多個 RC 濾波器並聯時，可以更精確地調整訊號的幅
度，以達到所需的濾波效果。這可以增加靈活性，能夠更好地控制訊號的強
度。相位的部分則是更多的 RC 濾波器，以引入更多的相位延遲，因為每個濾
波器都會對輸入信號的相位產生影響。最後是波形差異的部分，一組 RC 濾波
器的形狀通常由其截止頻率所決定。可能會將高頻部分截斷，但在截止頻率附
近的過渡區域可能較陡。而三組 RC 濾波器則是較不會那麼陡。
實驗數據表：