电路分析第2版许信玉第12章节1章节.ppt

二）通频带与回路参数的关系 0.707 1 通频带与网络参数间的关系 尚辅网 / 电路的频率特性 第 十二 章 本章讨论：正弦稳态下动态电路（或系统）的响应 与激励信号频率的关系（即频率特性）。 讨论的内容： 1）网络函数的定义 2）网络函数的类型 3）简单RC电路网络函数的计算及其频率特性 4）RLC串联谐振电路及其频率特性。 5）GCL并联谐振电路及其频率特性 6）耦合谐振电路及其频率特性 讨论频率特性的必要性 如 语音信号占20Hz ~ 20KHz 图象信号占0Hz ~ 6MHz 无线电信号都占一定的频带 R2 C i L R1 R1 R2 动态电路 e(t) r(t) 其中e(t)为激励信号 r(t)为电路的响应 12.1 正弦稳态网络函数 12.1.1 网络函数的定义 在正弦稳态下，当电路只有一个激励时，动态电路的响应 (输出)r(t)与激励(输入)e(t)的相量之比定义为网络函数， 记为H( j?)。 ~ 网络函数的幅频特性 ~ 网络函数的相频特性 ?响应即为网络函数 动态电路 e(t) r(t) 12.1.2 网络函数的分类 1、策动点函数?e(t)与r(t)均在单口网络的同一端? （1）策动点阻抗函数 N0? （2）策动点导纳函数 N0? （1）转移阻抗函数ZT( j ?) （2）转移导纳函数YT( j ?) N0? ZL N0? ZL 2、转移函数(又称传输函数)?e(t)与r(t)不在同一端口? （3）电压转移函数Au N0? ZL （4）电流转移函数Ai N0? ZL 说明：H( j ?)由网络本身的联接方式及元件参数决定与其他无关。 3、网络函数的求法 （1）通过计算求：给定电路结构元件参数时 （2）用实验的方法求：电路结构元件参数不详时 C L r G 1、RC低通电路（低通滤波电路） 12.1.3 频率特性的分析举例 幅频特性 相频特性 ＋ ? ＋ ? 0 1 相频特性 幅频特性 相频特性 ＋ ? ＋ ? 0 1 1 0.707 幅频特性 2）当 时 表明在该频率下输出电压是最大 值的 0.707倍，定义?C为RC低通滤波电路的截止频率。 3） 故?C又称为半功率点频率。 1）在相位上 滞后 故RC低通网络又称为滞后网络。 规定通频带 0 1 1 0.707 0 1 幅频特性 相频特性 2、RC高通电路（高通滤波电路） 幅频特性 相频特性 ＋ ? ＋ ? ＋ ? ＋ ? 0 1 1 0.707 幅频特性 0 1 相频特性 幅频特性 相频特性 ＋ ? ＋ ? 2）当 时 表明在该频率下输出电压是最大 值的 0.707倍，定义?C为RC高通滤波电路的截止频率。 1）在相位上 超前 故RC高通网络又称为超前网络。 规定通频带 0 1 1 0.707 幅频特性 0 1 相频特性 3） 故?C又称为半功率点频率。 12. 2 串联谐振电路 12. 2. 1 串联谐振回路及其谐振时的特性 1、串联谐振电路的谐振现象及谐振频率 串联谐振回路 电感线圈 电容器 实际串联谐振回路 信号源 串联谐振回路的电路模型 (1) 串联谐振电路： 谐振是正弦稳态电路在特定条件下所产生的一种物理现象。 R、L、C串联电路，在正弦稳态下当电路端口电压、电流同相时，称电路发生了串联谐振。 R,L,C 串联电路 us i 串联谐振回路 电感线圈 电容器 实际串联谐振回路 信号源 串联谐振回路的电路模型 (2) 谐振的定义： (3) 谐振条件及谐振频率 串联谐振回路 串联谐振电路的网络函数 频率的函数 0 1/R 导纳的幅频特性 0 导纳的相频特性 谐振条件 谐振频率 谐振频率由回路参数本身确定 2、串联谐振回路的参数 (1) 谐振频率 (2) 特性阻抗? (3)回路的品质因数Q 一次参数：元件值，如 R、L、C 二次参数：由元件值约束的参数，如?0 串联谐振回路 串联谐振回路的相量模型 3、发生串联谐振时的电路特性[12?19?22公式] 导纳最大 (即阻抗最小)且为纯实数 电流最大且与电压源电压同相 电阻两端电压等于电压源电压 (4) 谐振时的能量特性 串联谐振回路 电阻在一周内消耗的能量 信号源仅提供电阻所消耗的的能量 任意时刻回路的总储能为常数，磁场能与电场能相互交换。 (5)谐振回路品质因数Q的物理意义 电感线圈的品质因数Q