《电路分析基础（》课件_第6章.pptxVIP

第6章电路频率响应;

含有电感、电容的正弦稳态电路，其阻抗是频率的函数，致使电路响应随频率变化。本章将分析电源频率变化对电路中电压和电流的影响，分析的任务就是电路的频率响应。;

6.1网络函数与频率响应;

所对应的响应的振幅和初相位仍会因输入频率的不同而彼此不同。这种在正弦稳态条件下电路的响应随激励频率改变而相应发生变化的性质称为电路的频率响应，又称频率特性。通常是采用单输入(一个激励量)、单输出(一个输出量)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，这样的函数关系就称为电路的网络函数。

;

网络函数定义为电路的响应相量与电路的激励相量之比，以符号H(jω)表示，即

式中，)为输出端口n的响应，既可以是电压相量

也可以是电流相量为输入端口m的输入变量(正弦激励)，既可以是电压源相量也可以是电流源相量;

网络函数可以分为两大类:

①若响应相量和激励相量位于同一对端钮上，所定义的网络函数称为驱动点函数或策动点函数;

②若响应相量和激励相量各处于不同的端钮对上，所定义的网络函数称为转移函数(又称为传递函数)。每一类网络函数还可以细分为多种。;

根据网络函数的定义，对于图6.1.1(a)所示的电路，

则N的网络函数为

称为驱动点导纳函数。;

称为驱动点阻抗函数。;

称为转移电压比。

称为转移导纳函数。;

称为转移阻抗函数。

称为转移电流比。;;

显而易见，式(6.1.2)和式(6.1.5)的网络函数单位为西门子(S);式(6.1.3)和式(6.1.6)的网络函数单位为欧姆(Ω);式(6.1.4)和式(6.1.7)的网络函数无单位。

这里需要指出的是:当所讨论的网络一定时，若选择的激励端、响应端不同，则其网络函数形式亦可以是不同的，但都是频率的复函数。;?;

为了直观地反映电路的频率???性，可以将幅频特性和相频特性分别画成曲线，称为电路的幅频特性曲线和相频特性曲线，合称为频率特性曲线。

根据网络的幅频特性，可将网络分为低通、高通、带通、带阻、全通网络，也称为相应的低通、高通、带通、带阻、全通滤波器，对应的理想滤波器的幅频特性分别如图6.1.2(a)~(e)所示。图中“通带”表示频率处于这个区域的激励源信号(又称输入信号)可以通过，顺利到达输出端，产生响应信号输出;“止带”表示频率处于这个区域的激励信号被网络阻止，不能到达输出端和产生输出信号，即被滤除了。;

滤波器名称的由来就源于此。符号ωc被称为截止角频率。图6.1.2(a)(低通滤波器)中的ωc表示角频率高于ωc的输入信号被截止，不产生输出信号，它的通频带宽度为BW=0~ωc。图6.1.2(b)(高通滤波器)中的ωc表示角频率低于ωc的输入信号被截止，不产生输出信号，它的通频带宽度为BW=ωc~∞。图6.1.2(c)(带通滤波器)中的ωc1、ωc2分别称为下、上截止角频率，其意为角频率低于ωc1的输入信号和角频率高于ωc2的输入信号被截止，不产生输出信号，它的通频带宽度为BW=ωc1~ωc2。;

图6.1.2(d)(带阻滤波器)中的ωc1、ωc2亦分别称为下、上截止角频率，其意为角频率高于ωc1而低于ωc2的输入信号被截止，不产生输出信号，它的带阻宽度为ωc1~ωc2，

它的通带要分作两段表示，即对于带阻滤波器来说，人们更关注的是它的带阻宽度。图6.1.2(e)(全通滤波器)中无截止角频率ωc，意味着对于所有频率分量的输入

信号都能通过网络，到达输出端，产生输出信号。;

6.2常用RC一阶电路的频率特性;

式中:;;

根据式(6.2.2)和式(6.2.3)可分别画得网络的幅频特性和相频特性，如图6.2.2(a)、(b)所示。;?;?;?;?;

如果以分贝为单位表示网络的幅频特性，其定义为

当ω=ωc时，有

所以又称ωc为3分贝频率。在这一角频率上，输出电压与它的最大值相比较正好下降了3dB。在电子电路中约定，当输出电压下降到它的最大值的3dB以下时，就认为该频率成分对输出的贡献很小。;?;;

式中:;

由式(6.2.8)和式(6.2.9)可分别画得网络的幅频特性和相频特性，如