电路分析A 第9章sylppt课件.ppt

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1、9电路的频率特性9-1电路的频率特性与网络函数9-2RC电路的频率特性9-3RLC串联谐振电路9-4GCL并联谐振电路9-5电源电阻及负载对谐振电路的影响本章讨论正弦激励频率变化时，动态电路的特性——频率特性。首先介绍在正弦稳态条件下的网络函数，然后利用网络函数研究几种典型RC电路的频率特性，最后介绍谐振电路及其频率特性。动态电路的频率特性在电子和通信工程中得到了广泛应用，常用来实现滤波、选频、移相等功能。2、正弦稳态电路的网络函数：电路在频率为ω的正弦激励下，正弦稳态响应相量与激励相量之比，记为H(jω)。即9-1电路的频率特性与网络函数9-1-1

2、频率特性与网络函数的定义1、频率特性（或频率响应）：电路响应随激励的频率而变化的特性。其中：输入(激励)是电压源或电流源，　输出(响应)是感兴趣的某个电压或电流。3、幅频特性与相频特性H(j)一般是ω的复值函数(不是相量)：

3、H(j)

4、——响应与激励的幅值比；()——响应与激励的相位差

5、H(j)

6、——响应与激励的幅值比称为幅频特性，反映振幅比

7、H(j)

8、随ω的变化特性；()——响应与激励的相位差称为相频特性，反映相移()随ω的变化特性。可以用振幅比或相位差作纵坐标，画出以频率为横坐标的曲线，分别称为网络函数的幅频特性曲线和相频特性

9、曲线。9-1-2网络函数的分类策动点函数：输入和输出属于同一端口。策动点阻抗：策动点导纳：且：N0六种转移阻抗：N0转移导纳：N0显然，转移阻抗和转移导纳之间不存在互为倒数的关系。转移(传输)函数：输入和输出属于不同端口响应电压是开路电压，响应电流是短路电流。转移电压比：转移电流比：N0N0这六种网络函数分别表征了特定激励和响应之间的全部特性。网络函数取决于电路的结构和参数，反映了电路自身的特性，与输入的幅值和初相无关。网络函数描述了动态电路随激励频率变化的特性，又称为频率响应函数。在网络函数式中，频率ω是作为一个变量出现在函数式中的。9-1-3网络

10、函数的计算方法已知网络相量模型，计算网络函数的方法是外加电源法：在输入端加一个电压源或电流源，用正弦稳态分析的任一种方法求出输出的相量表达式，则输出相量与输入相量的比即为相应的网络函数。例l试求图(a)所示网络负载端开路时的策动点阻抗和转移阻抗。解：相量模型如图(b)。用串并联公式得策动点阻抗：求得：求转移阻抗：可设外加电流源则：滤波网络：使所需要频率的信号通过，而其他频率的信号被抑制的电路。滤波网络中，能顺利通过的频率范围称为通带；受到衰减或抑制的频率范围称为阻带。按通带的性质，滤波网络分为：低通、高通、带通和带阻滤波器。滤波器按所用元件的性质，滤

11、波网络分为：无源滤波器和有源滤波器。RC串联电路中，网络函数为电容电压对输入电压的转移电压比：令，称为自然角频率，则9-2-1RC低通网络9－2RC电路的频率特性R其中：当ω=0时，当ω=ωC时，当ω时，具有低通滤波特性，称为低通滤波器；具有移相特性，相移范围为到(一阶滞后网络)。分别为幅频和相频特性。幅频和相频特性曲线如下图所示：10.7070ωCω0ωCωR阻带：>C的范围；通频带(通带)：振幅从最大值下降到0.707(或3dB)的频率范围——0～C；在通频带内，信号能顺利通过。带宽：通频带宽度。截止频率：=C。当=C时，

12、H(

13、jC)

14、=0.707

15、H(j0)

16、，又称半功率频率(或3分贝频率)。(

17、H(j0)

18、：最大值)低通滤波器的概念：0ωCω110ωCω理想低通滤波器实际低通滤波器例2已知R1=R2=1K,C=0.1uF,试求:1.图示网络转移电压比；2.定性画出幅频特性曲线；3.通频带；4.若正弦激励角频率ω=104rad/s,有效值10V,则输出电压的有效值U2=?R1R2解：1.转移电压比：式中：R0=R1//R2=0.5K令：ωC=1/(R0C)=2104rad/s，则：R1R22幅频特性：代入参数，得：当ω=0时，当ω=ωC时，当ω时，1/20.3

19、50ωCω3.由于通频带为：0～2104rad/s低通特性所以，截止频率为ωC4.因为代入ω=104rad/s,U1=10V，得：RC串联电路，网络函数为电阻电压对输入电压的转移电压比：9-2-2RC高通网络R令其中：幅频和相频特性曲线，如下图所示。当ω=0时，当ω=ωC时，当ω时，10.7070ωCω0ωCω截止频率：=C阻带：0<<C通频带：>C具有高通滤波特性，称为高通滤波器；具有移相特性，相移范围为　到(一阶超前网络)。带通:转移电压比9-2-3RC带通、带阻和全通网络RR截止频率：中心频率：0通频带：C1<<C20

20、ω0ω带通130ω0ωC1=0.30,C2=3.30双T带阻网络：转移电压比R2RRCC2C2134