《电路的频率特性》课件.pptxVIP

《电路的频率特性》;本章讨论正弦激励频率变化时，动态电路的特性——频率特性。首先介绍在正弦稳态条件下的网络函数。然后利用网络函数研究几种典型RC电路的频率特性。最后介绍谐振电路及其频率特性。动态电路的频率特性在电子和通信工程中得到了广泛应用，常用来实现滤波、选频、移相等功能。;2正弦稳态电路的网络函数——电路在频率为ω的正弦激励下，正弦稳态响应相量与激励相量之比，记为H(jω)。即;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。;幅频特性——振幅比|H(j?)|随ω的

变化特性；;2.策动点导纳：;转移函数：输入和输出属于不同端口;5.转移电压比：;网络函数取决于网络的结构和参数，与输入无关。已知网络相量模型，计算网络函数的方法是外加电源法：在输入端加一个电压源或电流源，用正弦稳态分析的任一种方法求输出相量的表达式，然后将输出相量与输入相量相比，得相应的网络函数。;9－2RC电路的频率特性;其中：;;截止频率：?=?C。当?=?C时，|H(j?C)|=0.707|H(j0)|，又称半功率频率。(|H(j0)|：最大值)

(也称：3分贝频率);低通滤波器的概念：

理想低通滤波器实际低通滤波器;RC串联电路，电阻电压对输入电压的转移电压比。;其中;;带通:转移电压比;截止频率：?C1=0.3?0?C2=3.3?0;双T带阻网络，转移电压比;带阻;全通:转移电压比;9－3RLC串联谐振电路;图(a)表示RLC串联谐振电路，图(b)是相量模型，由此求出驱动点阻抗为;其中;当时，?Z=0,|Z(j?)|=R,电压u(t)与电流i(t)相位相同，电路发生谐振。即，RLC串联电路的谐振条件为;当电路激励信号的频率与谐振频率相同时，电路发生谐振。用频率表示的谐振条件为;使电路发生谐振的方法：

1.改变角频率?，使?=?0；

(做实验时常用)

2.改变L或C(调谐)(?不变)。;RLC串联电路发生谐振时，阻抗的电抗分量;此时电阻、电感和电容上的电压分别为;电路谐振时的相量图如图。;若Q1,则UL=UCUS=UR，故这种串联电路的谐振也称为电压谐振。

电子和通信工程中,常利用高品质因数的串联谐振电路来放大电压信号。

而电力工程中则需避免发生高品质因数的谐振，以免因过高电压损坏电气设备。;设电压源电压uS(t)=USmcos?0t，则：;由于uX0(t)=uL0(t)+uC0(t)=0(相当于虚短路)，任何时刻进入电感和电容的总瞬时功率为零，即pL0(t)+pC0(t)=0。

电感和电容与电压源和电阻之间没有能量交换。电压源发出的功率全部为电阻吸收，即pS(t)=pR(t)。;电感和电容吸收的储能分别为：;;Q的一般定义：回路储存能量与在一周期内吸收(消耗)能量之比。;能量在电感和电容间的这种往复交换，形成电压和电流的正弦振荡，其振荡角频率;例3电路如图,已知

求:(l)频率?为何值时，电路发生谐振。

(2)电路谐振时,UL0和UC0为何值。;9-3-2RLC串联谐振电路的频率特性;工程上，常取为自变量，把;幅频特性：;频带宽度：令;带宽??与品质因数Q成反比，Q越大，??越小，通带越窄，曲线越尖锐，对信号的选择性越好。即选择性与通带是一对矛盾。不同Q值的幅频特性曲线如下图。(相频特性是谐振电路的导纳角);例4欲接收载波频率为10MHz的短波电台信号，试设计接收机输入RLC串联谐振电路的电感线圈。要求带宽?f=100kHz,C=100pF。;例5RLC串联电路,

频率f=1MHz，调电容C，使电路发生谐振。I0=100uA,UC0=100mV。求:电路的R、L、C、Q及BW;9-3-3RLC串联谐振的电压传输系数;输出为电容电压时的频率特性：;显然，当?=?0时，电容电压是外加电压的Q倍。但这并不是最大值(峰值)。令：;输出为电感电压时的频率特性：;显然，当?=?0时，电感电压是外加电压的Q倍。但这并不是最大值(峰值)。令：;;讨论：1.当Q1时，ωCmax?ω0?ωLmax;

2.当时，电容电压、电感电压无峰值；

3.上述公式仅为?变化时的情况。若变量是L或C时，还会有所不同；

4.串联谐振具有良好的带通特性。;图示GCL并联电路，驱动点导纳为;0ω0ω;1谐振条件

当时,电压u(t)和电流i(t)同相，电路发生谐