电路的频率响应——谐振.ppt

* * 谐振电路 电路谐振的一般定义：电压电流同相位 条件：交流电路、N无源、含电感、电容元件 N u i 谐振现象是交流电路中的一种特殊现象，当电源频率和电路参数满足一定条件时，会产生谐振。对谐振现象的研究在电力系统，信号处理，无线通信等领域有着重要意义。 电路的谐振现象分析 1.串联谐振 Z=R （入端阻抗为纯电阻） 当 即 外加电压全部降在电阻上， 此时 ， 端口电压与端口电流同相。 电路外施正弦电压U，角频率? 1）RLC串联谐振现象 记 ——电路谐振频率 谐振时 Z=R ，阻抗最小， 谐振电流最大 。 电感电压与电容电压幅值相同， 相位差180°（反相）。 2）串联谐振品质因素 谐振时，电抗和容抗称为谐振电路特性阻抗 串联谐振电路品质因数 为特性阻抗与电阻之比 也可以写为电阻电压与电感电压之比 串联谐振时，电容与电感储能随时间周期性交换，总能量不变。 3）当R=0时，串联谐振电路Z=0， 等于短路情况。 电路谐振时 电感电压是Q倍外加电压，当 在电感（电容）上会产生比外加 电压大得多的电压。 电压谐振。这一特点在无线通信中获广泛应用。 串联谐振又称为 很大时， 问：当C为多大时发生串联谐振，并求谐振时电容电压，品质因数Q。 例1：已知 ， 解： 由 得 品质因数 讨论:当 时 2.并联谐振 1）RLC并联谐振现象 入端导纳： 当 时， 最小， 谐振频率： 外加电流全流过R。 电感电流与电容电流幅值相同，相位差180° 谐振时电阻电流与电感电流之比。 2）并联谐振品质因数 当 很大时，电感中会产生比外加电流大得多的电流值。 并联谐振又称为电流谐振。 相当于开路情况。 3）当 （移去电阻）， 并联谐振时Y=0，Z= ， *讨论：串联谐振与并联谐振的区别与特点？ 实际应用时，为把一信号源通过谐振方法捡出，应根据信号源特性采用串联或并联谐振。 对于电压源：采用串联谐振方法。 减小电阻或增大电感可使UL变大。电压放大。 对于电流源：采用并联谐振方法 。 增大电阻或减小电感可使IL变大。电流放大。 3. 电路串并联谐振及应用 当 时 ，电路并联谐振 当 即 ，电路串联谐振。 例2： ，欲通过串并联谐振使二个电压分量在电路上 分离，求 之值。 频率的电流。 解：选择 使得在 时，电路发生并联谐振，即 此时电路中无 目的:电阻R上无 频率的电压分量。 使 时， 电路发生串联谐振， 得： 混频信号可分别捡出。 可得: 此时a-b 端无 电压分量。 目的: 混频信号 *4. 谐振电路与信号选择分析 设有一系列等幅不同频率的电压 加在RLC串联电路上，响应电流 电流幅值为： 最大。 当 时（串联谐振）， 图中曲线反映了电流与频率的关系。品质因数Q变大时，曲线越尖锐，电路对信号的选择性越好。 不同频率的电流分量与谐振电流之比 （假设信号从R上取出，则I（ ）正比于电阻电压，反映了不同频率信号与谐振接收信号的比值关系。） 电流与频率的关系 电路的通频带是指偏离 的频率范围。 使 通频带的计算: