电路的频率响应-修改

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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并联电路的谐振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。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。2.网络函数H(jω)的物理意义驱动点函数线性网络

2、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转移函数(传递函数)线性网络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。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。此时电路与电源

3、之间不再有能量的交换，电路呈电阻性。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同相研究谐振的目的，就是一方面在生产上充分利用谐振的特点，(如在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用)。另一方面又要预防它所产生的危害。谐振的概念：§11.2正弦电流电路的串联谐振同相由定义，谐振时：或：即谐振条件：谐振时的角频率一.产生谐振的条件RjXL-jXC+_+_+_+_二.谐振频率根据谐振条件：或：可得谐振频率为：三.电路发生谐振的方法1.电源频率f一定，调参数L、C使fo=f；2.电路参数LC一定，调电源频率f，使f=fo四.串联谐

4、振特征1阻抗谐振时1）Z=R，具有电阻效应阻抗的模最小2）电抗：X=XL+XC=0即特性阻抗（Ω）2电流1）电流最大2）同相3）电工技术中品质因数（无单位）表征谐振电路的性能3电压1）电阻电压：大小相等、相位相差1802）电感电压：3）电容电压：所以，串联谐振又称为电压谐振UC、UL将大于电源电压U当时：有：由于可能会击穿线圈或电容的绝缘，因此在电力系统中一般应避免发生串联谐振。注意谐振时:与相互抵消，但其本身不为零，而是电源电压的Q倍。如Q=100,U=220V,则在谐振时所以电力系统应避免发生串联谐振。4相量图5能量关系1）转换关系有功

5、功率达到最大。电路的有功功率为谐振时，阻抗角(ω0)=0；功率因数cos=1。则谐振时，电路不从外部吸收无功功率，但电路内部的电感与电容之间周期性地进行磁场能量与电场能量的交换。而此时，2）电磁总能量电容和电感上的总能量为谐振时,设则常数电感和电容的能量按正弦规律变化，最大值相等；它们的总和是常量，不随时间变化，正好等于最大值。五.电路的频率特性和谐振曲线1.阻抗的频率特性（1）特性关系式（2）特性曲线容性感性0()00–/2/2阻抗相频特性阻抗幅频特性2.电流的频率特性（1）特性关系式（2）电流谐振曲线ω从电流谐振曲线看到，

6、谐振时电流达到最大，当w偏离w0时，电流从最大值I0降下来。换句话说，串联谐振电路对不同频率的信号有不同的响应，对谐振信号最突出(表现为电流最大)，而对远离谐振频率的信号加以抑制(电流小)。这种对不同输入信号的选择能力称为“选择性”。（3）选择性与通用谐振曲线a.选择性为了方便与不同谐振回路之间进行比较，把电流谐振曲线的横、纵坐标分别除以w0和I(w0)，即b.通用谐振曲线Q越大，谐振曲线越尖。当稍微偏离谐振点时，曲线就急剧下降，电路对非谐振频率下的电流具有较强的抑制能力，所以选择性好。Q=10Q=1Q=0.5110通用谐振曲线：因此，Q是

7、反映谐振电路性质的一个重要指标。21称为通频带BWI/I0=0.707以分贝(dB)表示：20log10I/I0=20lg0.707=–3dB。所以，1、2称为3分贝频率。Q=10Q=1Q=0.51100.707在处作一水平线，与每一谐振曲线交于两点，对应横坐标分别为和。3.电压的频率特性（1）特性关系式UUC(Cm)QUCmLm0UL()UC()U()1①时②时L短路，C断路，③时L断路，C短路，当时，UL和UC出现峰值：当时，当时，Q越大，曲线越陡，η1、η2越向1靠近。一.简单的RLC并联谐振电路§11.3正弦电

8、流电路并联谐振1.定义:当端口电压与输入的端口电流同相时，称电路发生了谐振。由于发生在并联电路中，所以称为并联谐振。2.发生并联谐振的条件:谐振频率(固有频率)+_