11第十一章 电路的频率响应.ppt

第十一章 电路的频率响应,§11-1 网络函数§11-2 RLC串联电路的谐振§11-3 RLC并联谐振电路§11-4 波特图§11-5 滤波器简介,重点,1. 网络函数,2. 串、并联谐振的概念；,返 回,§ 11－1 网络函数,当电路中激励源的频率变化时，电路中的感抗、容抗将跟随频率变化，从而导致电路的工作状态亦跟随频率变化因此，分析研究电路和系统的频率特性就显得格外重要下 页,上 页,,频率特性,电路和系统的工作状态跟随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，又称频率响应1. 网络函数H（jω）的定义,返 回,性正弦稳态网络中，当只有一个独立激励源作用时，网络中某一处的响应（电压或电流）与网络输入之比，称为该响应的网络函数2. 网络函数H(jω)的物理意义,驱动点函数,下 页,上 页,返 回,驱动点阻抗,驱动点导纳,激励是电流源，响应是电压,激励是电压源，响应是电流,,,转移函数(传递函数),下 页,上 页,返 回,转移导纳,转移阻抗,转移电压比,转移电流比,激励是电压源,激励是电流源,下 页,上 页,返 回,注意, H(j)与网络的结构、参数值有关，与输入、输出变量的类型以及端口对地相互位置有关，与输入、输出幅值无关。

因此网络函数是网络性质的一种体现 H(j) 是一个复数，它的频率特性分为两个部分：,模与频率的关系,幅频特性,,幅角与频率的关系,相频特性,, 网络函数可以用相量法中任一分析求解方法获得下 页,上 页,返 回,例,求图示电路的网络函数,和,jω,jω,解,,转移导纳,转移电压比,下 页,上 页,返 回,列网孔方程解电流,以网络函数中jω的最高次方的次数定义网络函数的阶数注意,由网络函数能求得网络在任意正弦输入时的端口正弦响应，即有,下 页,上 页,返 回,含有电感和电容的电路，如果无功功率得到完全补偿，使电路的功率因数等于1，即：u、 i 同相，便称此电路处于谐振状态谐振电路在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用非常广泛谐振概念：,§11-2、RLC串联电路的谐振电路,,串联谐振的条件,串联谐振电路,,谐振频率：,,,串联谐振的特点,,注：串联谐振也被称为电压谐振,当 时，,谐振时：,,、,品质因数 --- Q 值,定义：电路处于串联谐振时，电感或电容上的电压和总电压之比,串联谐振特性曲线,,,,,,,关于谐振曲线的讨论,谐振曲线讨论（之一）,谐振曲线分析（之二）,谐振曲线分析（之三）,结论：Q愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐。

Q愈小，带宽愈大，曲线愈平坦串联谐振时的阻抗特性,,,,,容性,感性,,串联谐振应用举例,收音机接收电路,,已知：,解：,结论：当 C 调到 150 pF 时，可收听到 的节目问题（二）：,信号在电路中产生的电流 有多大？在 C 上 产生的电压是多少？,§11-3 RLC并联谐振电路,理想情况：纯电感和纯电容 并联或,,理想情况下并联谐振条件,非理想情况下的并联谐振,同相时则谐振,,,,,非理想情况下并联谐振条件,由上式虚部,并联谐振频率,,,得：,,并联谐振的特点,理想情况下谐振时：,总阻抗：,并联谐振电路总阻抗的大小,谐振时虚部为零,即:,并联谐振电路总阻抗：,所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路,,,,,,,,,,,,外加恒流源 时，输出电压最大并联支路中的电流可能比总电流大支路电流可能大于总电流,,电流谐振,,品质因素--Q :,Q为支路电流和总电流之比并联谐振特性曲线,,,,并联谐振应用举例,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,替代后，在谐振频率下放大倍数将提高。

该种频率的信号得到较好的放大，起到选频作用对于变化范围较宽的频率特性，为展 宽视野，其特性横坐标改用对数坐标，表示归一 化频率；纵坐标用（分贝）表示，便构成波特图§11-4 波特图,用归一化频率表示的低通滤波器传递函数,令：,则：,知：,低通波特图,,,,,-20dB/十倍频,,相频特性,,,,,,传递函数,典型的网络函数,,低通,高通,带通,带阻,电路举例,（一）低通滤波器,网络的传递函数：,滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分§11-5 滤波器简介,,,低通滤波器的传递函数,,相频特性,幅频特性,,低通滤波器的频率特性,分贝数定义：,（二）高通滤波器,滤掉输入信号的低频成分，通过高频成分高通滤波器的传递函数,高通滤波器的频率特性,幅频特性,相频特性,（三）带通滤波器,RC 串并联网络,,令：,幅频特性,,（四）带阻滤波器,滤波器应用举例（之一）,整流滤波,低通,提高篇－,滤波器应用举例（之二）,高通,滤波器应用举例（之三）,带通,滤波器应用举例（之四）,工频噪声被去除,带阻,关于滤波器质量的评价,以低通滤波器为例:,希望：通带内尽可能平坦， 过渡带尽可能窄改进方法举例,,,正弦交流电路综合举例,,例1、 移相电路,已知：,解法1,已知：,复数运算,,解法2,画相量图,已知：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R,R1,R,C,,,,例2、 选频电路,,,,,,,,,,L,C1,C2,,,,,R,,已知：,若使,已知：,,代入  和 L 值得：,（2）,,电路总阻抗在  频率下应等于零，才能使,,,代入  、L、C1 得：,。