江西师范大学电路分析课件第8章 电路复频域分析法与网络函数.ppt

致 谢 uL1 -6.56 t -0.375?(t) 0.375?(t) uL2 t -2.19 t i1 5 2 3.75 0 小结： 1、运算法直接求得全响应 3、运算法分析动态电路的步骤： 2、用0-初始条件，跃变情况自动包含在响应中 1).由.换路前电路计算uc(0-) , iL(0-) 。 2). 画运算电路图 3). 应用电路分析方法求象函数。 4). 反变换求原函数。 磁链守恒： 8.5 网络函数 1. 网络函数H（s）的定义 在线性网络中，当无初始能量，且只有一个独立激励源作用时，网络中某一处响应的象函数与网络输入的象函数之比，叫做该响应的网络函数。 驱动点函数 驱动点阻抗 驱动点导纳 2. 网络函数H(s)的物理意义 E(s) I(s) 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) 转移导纳 转移阻抗 转移电压比 转移电流比 激励是电压源 U2(s) I2(s) U1(s) I1(s) 激励是电流源 3.网络函数的应用 由网络函数求取任意激励的零状态响应 例 4/s 2s 2 1 I(s) U1(s) + + - - U2(s) I1(s) 1/4F 2H 2? i(t) u1 + + - - u2 1? 解 4/s 2s 2 1 I(s) U1(s) + + - - U2(s) I1(s) 由网函数确定正弦稳态响应 响应相量 激励相量 4/s 2s 2 1 I(s) U1(s) + + - - U2(s) I1(s) 运算模型 相量模型 4/j? 2j? 2 1 + + - - 例8.5.1 解 （1）驱动点阻抗 （2）转移阻抗 例8.5.2 解 对电路进行去耦，其等效电路的运算电路模型如图所示 其单位冲激响应为 例8.5.3 解 （1）网络函数 故 （2）冲激响应 例8.5.4 解 应用理想运放器的“虚短”和“虚断”，有 对节点B列方程，有 由以上三式可得 8.6 电路的频率响应 8.6 电路的频率响应 8.6 电路的频率响应 频率响应 电路和系统中存在着电感和电容，当电路中激励源的频率变化时，电路中的感抗、容抗都将跟随频率变化，从而导致电路的工作状态亦跟随频率发生变化。电路系统的工作状态跟随频率而变化的现象，称为电路系统的频率特性。 采用单输入（一个激励变量）-单输出（一个输出变量）的方式，在输入变量和输出变量之间建立函数关系，来描述电路的频率特性。 网络函数:正弦稳态响应（输出）相量与激励（输入）相量之比，称为正弦稳态的网络函数，记为 8.6.1 正弦稳态的网络函数 输入（激励）是电压源或电流源，输出（响应）是感兴趣的某个电压或电流。 若输入和输出属于同一端口，称为驱动点函数，或策动点函数。 若输入和输出属于不同端口时，称为转移函数。 当频率变化时，一般情况下，网络函数可表示为 8.6.2 网络函数的频率特性 可见，网络函数的幅度和角度都是频率的函数。 幅度与频率的关系称为网络函数的幅频特性; 角度与频率的关系称为网络函数的相频特性。 可以用振幅或相位做纵坐标，画出以频率为横坐标的曲线。这些曲线分别称为网络函数的幅频特性曲线和相频特性曲线，统称为电路的频率响应。 实际电路的网络函数，可以通过实验方法求得。 8.6.3 RC电路的频率特性 例8.6.1 1 一阶RC电路的频率特性（1） 其负载端开路时电容电压对输入电压的转移电压比为 令 幅频特性曲线 相频特性曲线 电子和通信工程中所使用的频率动态范围很大，为了表示频率在极大范围内变化时电路特性的变化，可以用对数坐标来画幅频和相频特性曲线。 波特图 幅频和相频 特性曲线 曲线由折线近似 例8.6.2 2 一阶RC电路的频率特性（2） 其负载端开路时电阻电压对输入电压的转移电压比为 曲线近乎一条平行于 横坐标的直线 曲线趋近于一条直线 K1,K2也是一对共轭复根 例 解 方法二：配方法，根据 例8.3.2 解 因为 单根分别为： 可得原函数 3 例 解 例8.3.3 解 因为 其中 可得原函数 小结 1. n =m 时将F(s)化成真分式和多项式之和 由F(s)求f(t) 的步骤： 2. 求真分式分母的根，确定分解单元 3. 将真分式展开成部分分式，求各部分分式的系数 4. 对每个部分分式和多项式逐项求拉氏反变换 。 例 解 元件 ? 复阻抗、复导纳 相量形式电路模型 8.4 运算电路 基尔霍夫定律的时域表示： 基尔霍夫定律的相量表示： 1.基尔霍夫定律的运算形式 电路定律的运算形式： 元件 ? 运算阻抗、运算导纳 运算形式的KCL、KVL 运算形式电路模型 运算法与相量法的基本思想类似