电路11章电路的频率响应剖析.ppt

11.3 RLC串联电路的频率响应 研究物理量与频率关系的图形（谐振曲线）可以加深对谐振现象的认识。 的频率响应 为比较不同谐振回路，令 幅频特性 相频特性 Q=10 Q=1 Q=0.5 1 o ? 在谐振点响应出现峰值，当?偏离?0时，输出下降。即串联谐振电路对不同频率信号有不同的响应，对谐振信号最突出(响应最大)，而对远离谐振频率的信号具有抑制能力。这种对不同输入信号的选择能力称为“选择性”。 谐振电路具有选择性 表明 谐振电路的选择性与Q成正比 Q越大，谐振曲线越陡。电路对非谐振频率的信号具有强的抑制能力，所以选择性好。因此Q是反映谐振电路性质的一个重要指标。 例1 一接收器的电路参数为： L=250mH, R=20W, U1=U2=U3=10mV, 当电容调至 C=150pF时谐振 ， w0=5.5?106rad/s, f0=820 kHz f (kHz) 北京台 中央台 北京经济台 ?L 820 640 1026 X -1290 –1660 -1034 0 – 660 577 1290 1000 1611 UR0=10 UR1=0.304 UR2=0.346 UR=(U/|Z|)R + _ + _ + L C R u1 u2 u3 _ UR0=10 UR1=0.304 UR2=0.346 UR=(U/|Z|)R (mA) ∴收到北京台820kHz的节目 820 640 1200 UR(f ) f (kHz) o * 第11章 电路的频率响应 网络函数 11.1 RLC串联电路的谐振 11.2 RLC串联电路的频率响应 11.3 RLC并联谐振电路 11.4 波特图 11.5 滤波器简介 11.6 本章内容 重点 1. 网络函数 2. 串、并联谐振的概念 11.1 网络函数 当电路中激励源的频率变化时，电路中的感抗、容抗将跟随频率变化，从而导致电路的工作状态亦跟随频率变化。因此，分析研究电路和系统的频率特性就显得格外重要。 频率特性 电路和系统的工作状态跟随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，又称频率响应。 在线性正弦稳态网络中，当只有一个独立激励源作用时，网络中某一处的响应（电压或电流）与网络输入之比，称为该响应的网络函数。 1. 网络函数H(jω)的定义 驱动点阻抗 驱动点导纳 激励是电流源，响应是电压 激励是电压源，响应是电流 线性 网络 驱动点函数 2. 网络函数H(jω)的物理意义 转移导纳 转移阻抗 转移 电压比 转移 电流比 激励是电压源 激励是电流源 线性 网络 转移函数(传递函数) 注意 ? H(j?)与网络的结构、参数值有关，与输入、输出变量的类型以及端口对的相互位置有关，与输入、输出幅值无关。因此网络函数是网络性质的一种体现。 ? H(j?) 是一个复数，它的频率特性分为两个部分： 模与频率的关系 幅频特性 幅角与频率的关系 相频特性 ? 网络函数可以用相量法中任一分析求解方法获得。 例 求图示电路的网络函数 和 2? jω + _ + _ jω 2? 解 列网孔方程解电流 转移导纳 转移电压比 以网络函数中jω的最高次方的次数定义网络函数的阶数。 注意 由网络函数能求得网络在任意正弦输入时的端口正弦响应，即有 11.2 RLC串联电路的谐振 谐振是正弦电路在特定条件下产生的一种特殊物理现象。谐振现象在无线电和电工技术中得到广泛应用，研究电路中的谐振现象有重要实际意义。 含R、L、C的一端口电路，在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。 1. 谐振的定义 R,L,C 电路 发生谐振 2.串联谐振的条件 谐振角频率 谐振频率 谐振条件 R j? L + _ 串联电路实现谐振的方式： (1) LC 不变，改变 w (2)电源频率不变，改变 L或C (常改变C )。 ?0由电路参数决定，一个RLC串联电路只有一个对应的?0 ，当外加电源频率等于谐振频率时，电路发生谐振。 3. RLC串联电路谐振时的特点 阻抗的频率特性 幅频特性 相频特性 ? (? ) ? 0 ? o –?/2 ?/2 X(? ) |Z(? )| XL(? ) XC(? ) R ?0 ? Z (? ) o Z(jω)频响曲线 Z(jω)频响曲线表明阻抗特性可分三个区域描述： 容性区 感性区 电阻性 入端阻抗为纯电阻，即Z=R，阻抗值|Z|最小。 电流I 和电阻电压UR达到最大值 I0=U/R (U一定)。 (2) LC上的电压大小相等，相位相反，其和为零，也称电压谐振，即 + + + _ _ _ R j? L +