电路第五版完整-第十一章电路的频率响应PPT课件.ppt

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1、第11章电路的频率响应网络函数11.1RLC串联电路的谐振11.2RLC串联电路的频率响应11.3RLC并联谐振电路11.4波特图（略）11.5滤波器简介11.68/13/20211.引言在正弦电路分析中,当电路中激励源的频率变化时，电路中的感抗、容抗将跟随之变化，从而导致电路的工作状态亦跟随频率变化。电路和系统的工作状态随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，或频率响应。8/13/20212.1.网络函数的定义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相量（电压或电流）与网络输入相量之比，称为该响应的网络函数。H(

2、jw)=Esj(jw).Rk(jw).为描述频率特性，需要建立输入变量与输出变量之间的函数关系，这一函数关系称为网络函数。—为输出端口k的响应,是电压相量或电流相量—为输入端口j的输入变量,是电压源相量或电流源相量。§11-1网络函数8/13/20213.2.网络函数H(j)的分类H(jw)=U(jw).I(jw).为驱动点导纳(输入导纳)。②激励是电压源，响应是电流(1)驱动点函数①激励是电流源，响应是电压。H(jw)=U(j).I(j).为驱动点阻抗(输入阻抗)。（响应与激励在同一端口）无源线性网络I(jw)+-U(jw)..无源线性网络

3、I(jw)+-U(jw)..8/13/20214.H(jw)=I1(jw).U2(jw).为转移阻抗；H(jw)=I2(jw).I1(jw).为转移电流比。②激励是电流源无源线性网络I1(jw)+-+-ZLI2(jw)U2(jw)U1(jw)....(2)转移函数(传递函数)为转移电压比；H(jw)=U1(jw).U2(jw).①激励是电压源为转移导纳。H(jw)=I2(jw).U1(jw).(响应与激励不在同一端口)8/13/20215.①H(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

4、此网络函数是网络性质的一种体现。注意ISI2R1R2R1R2US+-U28/13/20216.②H(j)是一个复数，它的频率特性分为两个部分：幅频特性H(j)：模与频率的关系；相频特性j(j)：幅角与频率的关系。③网络函数可以用相量法中任一分析求解方法获得。8/13/20217.例：求图示电路的网络函数列网孔方程解电流jw+-.UL+-.USjw2W2W.I2I2(jw).US(jw).US(jw).UL(jw).和L=1HI2.I1.I2.(2+jw)I1.-2I2.=US.I2.-2I1.=0+(4+jw)I2.=4+(jw)2+j6

5、w2US.US.UL.=US.jwI2.=4+(jw)2+j6w2jw为转移电压比。I2.US.=4+(jw)2+j6w2为转移导纳。解：8/13/20218.注意以网络函数中j的最高次方的次数定义网络函数的阶数。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H(jw)=Esj(jw).Rk(jw).Rk(jw).=H(jw)Esj(jw).8/13/20219.谐振是正弦交流电路中可能发生的一种现象，在无线电和电工技术中，一方面获得了广泛的应用，另一方面又可能产生危害。研究谐振的现象的目的是掌握它的规律，在需要时加以利用，在产生危害时

6、设法预防。谐振串联谐振：L与C串联时u、i同相并联谐振：L与C并联时u、i同相在同时含有L和C的交流电路中，如果总电压和总电流同相，称电路处于谐振状态。§11-2RLC串联电路的谐振8/13/202110.1.谐振的定义一个含有RLC的无源一端口，在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象，此时称电路发生了谐振。=R.U.I发生谐振时：Z=I+-U..RLC电路8/13/202111.2.串联谐振的条件谐振条件0L=w0C1谐振频率0=LC1或f0=2p1LC+-+-RjwL+-.UR.UL.UCjwC1+-.US.I谐振频率仅由电路参数决定，

7、这是电路的固有性质。因此谐振频率又称固有频率。每一个RLC串联电路，只有一个固有频率，由L、C决定，与R无关。总阻抗Z=R+j(XL-XC)所以当XL-XC=0时Z=R，电流与电压同相。8/13/202112.如果电路不满足谐振条件，通常称为失谐状态。使电路产生谐振的方法叫做调谐。根据谐振频率表达式(1)L、C不变，改变电源(f)。可用于L或C的测量；(2)电源频率(f)不变，改变L或C(常改变C)。用于选择信号。串联电路实现谐振的方式f0=2p1LC可知调谐的方法有：8/13/202113.(2)

8、Z

9、=R最小，电路中的电流达到最大；(1)电

10、路端口电压与电流同相位，电路呈纯电阻性；(3)电感上的电压和电容上的电压大小相等，相位相反，两者抵消。电阻R较小时，UL=