《电路分析第十一章》PPT课件

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1、第11章电路的频率响应11.1网络函数11.2RLC串联电路的谐振11.3RLC串联电路的频率响应11.4RLC并联谐振电路11.5波特图11.6滤波器简介11.1网络函数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。1.网络函数H（jω）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（电压或电流）与网络输入之比，称为该响应的网络函数。具体解释见教材P280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的相互位置有

2、关，与输入、输出幅值无关。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。11.2RLC串联电路的谐振含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仅与电路参数有关Rj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)。一个RLC串联电路只有一个对

3、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X()

4、Z()

5、XL()XC()R0Z()oZ(jω)频响曲线入端阻抗为纯电阻，即Z=R，阻抗值

6、Z

7、最小。电流I和电阻电压UR达到最大值I0=U/R(U一定)。+++___RjL+_(2)LC上电压大小相等，相位相反，串联总电压为0，也称电压谐振，即RjL+_特性阻抗品质因数当Q>>1UL=UC=QU>>U(3)谐振时出现“过电压”(4)谐振时的功率P=UIcos＝UI＝R

8、I02=U2/R，电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。电源不向电路输送无功。电感中的无功与电容中的无功大小相等，互相补偿，彼此进行能量交换。+_PQLCR注意(5)谐振时的能量关系电感和电容能量按正弦规律变化，最大值相等。L、C的电场能量和磁场能量作周期振荡性的交换，而不与电源进行能量交换。总能量是不随时间变化的常量，且等于最大值。Q是反映谐振回路中电磁振荡程度的量，Q越大，总能量就越大，振荡程度越剧烈，则振荡电路的“品质”愈好。一般在要求发生谐振的回路中希望尽可能提高Q值。例一接收器的电路参数为

9、：U=10Vw=5103rad/s,调C使电路中的电流最大，Imax=200mA，测得电容电压为600V，求R、L、C及Q。解+_LCRuV例某收音机输入回路L=0.3mH，R=10，为收到中央电台560kHz信号，求：(1)调谐电容C值；(2)如输入电压为1.5V,求谐振电流和此时的电容电压的测量值。解+_LCRu(6)RLC串联电路的频率响应的频率响应为比较不同谐振回路，令Q=10Q=1Q=0.51o在谐振点响应出现峰值，当偏离0时，输出下降。串联谐振电路对不同频率信号有不同的响应，对谐振信

10、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。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。Q是反映谐振电路性质的一个重要指标。1210.707Q=10Q=1Q=0.5o通频带通频带：谐振电路允许通过信号的频率范围。是比较和设计谐振电路的指标。1.G、C、L并联电路11.4RLC并联谐振电路谐振角频率谐振特点入端导纳为纯电导，导纳值

11、Y

12、最小，端电压达最大。+_GCL0oU

13、()IS/G0oU()IS/GLC上的电流大小相等，相位相反，并联总电流为零，也称电流谐振，即IL(w0)=IC(w0)=QIS+_GCL品质因数谐振时的功率谐振时的能量品质因数2.电感线圈与电容器的并联谐振实际的电感线圈总是存在电阻，因此当电感线圈与电容器并联时，电路如图：CLR（1）谐振条件电路发生谐振是有条件的，在电路参数一定时，满足：注意一般线圈电阻R<<L，则等效导纳为：谐振角频率等效电路CLGe品质因数（2）谐振特点电路发生谐振时，输入阻抗很大；电流一定时，端电压较高支路电流是总电流

14、的Q倍，设R<<L例：解：图示电路中U=220V,(1)当电源频率时,UR=0试求电路的参数L1和L2(2)当电源频率时,UR=U故:(1)即:I=0并联电路产生谐振,即:+-(2)当电源频率时,UR=U所以电路产生串联谐振,并联电路的等效阻抗为:串联谐振时,阻抗Z虚部为零,可得:总阻抗+-