电路基础PPT课件第七章 电路的频率响应.ppt

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1、7.1频率响应的基本概念一、网络函数二、频率响应7.2一阶电路的频率响应一、RC一阶低通电路二、RC一阶高通电路三、RC一阶全通电路7.3RLC二阶串联电路的频率响应一、RLC二阶串联电路的频率二、RLC串联谐振电路7.4RLC二阶并联电路的频率响应一、实用RLC并联电路二、RLC二阶并联电路的频率响应第七章电路的频率响应点击目录，进入相关章节下一页前一页第7-1页退出本章下一页前一页第7-2页退出本章电路中传输的电信号往往不是单一频率的正弦量。如无线电通信、广播、电视等所传输的语言、音乐、图象信号，都是由许多频率的正弦分量所组成。本章讨论在不同频率信号激励下电路的传输特性。7.1频率

2、响应的基本概念wXLwXC容抗和频率成反比ω0，XC直流开路(隔直)ω，XC0高频短路(高频旁路)XC=1/(ωC)Uc=XcI=I/(ωC)感抗和频率成正比ω＝0，XC＝0直流短路(直流旁路)ω,XC0高频开路(隔高频)XL=LUL=XLI=LI-------------------------------------------------------------下一页前一页第7-3页退出本章7.1频率响应的基本概念动态电路中，由于容抗和感抗都是频率的函数，因此，不同频率的正弦激励作用于电路时，即使激励的振幅和初相相同，响应的振幅和初相也随之而变。下一页前一页

3、第7-4页退出本章动态电路中，由于容抗和感抗都是频率的函数，因此，不同频率的正弦激励作用于电路时，即使激励的振幅和初相相同，响应的振幅和初相也随之而变。例1如图正弦稳态电路，R=1kΩ，C=1μF，当uS(t)=10cos(103t)V时，电压uC(t)=?当uS(t)=10cos(2×103t)V时，电压uC(t)=?解利用分压公式7.1频率响应的基本概念下一页前一页第7-5页退出本章当uS(t)=10cos(103t)V时，uC(t)=7.07cos(103t-45°)V当uS(t)=10cos(2×103t)V时，uC(t)=4.47cos(2×103t–63.4°)V这种电路的

4、响应随激励频率而变化的特性称为电路的频率响应(特性)。通常用正弦稳态电路的网络函数(Networkfunction)描述。7.1频率响应的基本概念下一页前一页第7-6页退出本章网络函数的定义：如前例，网络函数一般是ω的复函数，可写为其中，H(jω)称为电路的幅频特性(amplituderesponse)，θ(ω)称为相频特性(phaseresponse)，合称电路的频率特性(频率响应）。单激励源作用下7.1频率响应的基本概念二、频率响应一、网络函数下一页前一页第7-7页退出本章可见，该电路对低频信号有较大输出，而对高频分量有抑制作用，故称该电路为低通电路，相应网络函数称低通函数。对前例

5、，通常将H(jω)/Hmax>0.707的频率范围称为该电路的通带；而将H(jω)/Hmax<0.707的频率范围称为止带或阻带；二者的边界角频率ωC称为截止角频率。当ω=ωC时，电路的输出功率是最大功率的一半，故ωC也称半功率点频率。7.1频率响应的基本概念下一页前一页第7-8页退出本章解得：ωC=1/(RC)。按通带、止带来分类，可分为：低通(a)、高通(b)、带通(c)、带阻(d)和全通(e)滤波电路。其幅频特性分别为对前面的低通电路，由于Hmax=1,故由7.1频率响应的基本概念下一页前一页第7-9页退出本章例2如图正弦稳态电路，R=1kΩ，C=1μF，ω0=103rad/s当

6、uS(t)=10+10cos(ω0t)+10cos(2ω0t)+10cos(3ω0t)V时，电压uC(t)=?解根据叠加定理，响应uC(t)看作uS(t)的四个分量分别作用的结果。网络函数为对于不同频率，H(jω)的值分别为H(j0)=1，H(jω0)=0.707∠-45°，H(j2ω0)=0.447∠-63.4°，H(j3ω0)=0.316∠-71.6°7.1频率响应的基本概念下一页前一页第7-10页退出本章故对应各频率的响应相量分别为可见，电路的网络函数是联系输入和输出的纽带。反映了响应随频率变化的情况。考虑到输入相量(对应不同频率)：7.1频率响应的基本概念下一页前一页第7-11

7、页退出本章波特图的概念在电子、通信、自动控制等系统的分析和设计中，常常由于工作频率很宽而不便画出幅频特性曲线，可以将频率特性的纵、横坐标采用对数刻度。其优点是特性曲线可以用折线近似，而且可以在很宽的频率范围内较完整地画出曲线。这种用对数坐标画出的幅频和相频特性称为波特图(Bode图）。工程上，幅频特性取对数后以分贝(dB)作单位，称为增益，用G表示。G=20log10H(jω)dBH(jω)0.010.10.70712101001000G(dB