電路的頻率特性第十二章精選ppt本章討論：正弦穩(wěn)態(tài)下動(dòng)態(tài)電路（或系統(tǒng)）的響應(yīng) 與激勵(lì)信號(hào)頻率的關(guān)系（即頻率特性）。討論的內(nèi)容：1）網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的定義2）網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的類型3）簡(jiǎn)單RC電路網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的計(jì)算及其頻率特性4）RLC串聯(lián)諧振電路及其頻率特性。5）GCL并聯(lián)諧振電路及其頻率特性6）耦合諧振電路及其頻率特性精選ppt討論頻率特性的必要性如語(yǔ)音信號(hào)占20Hz~20KHz圖象信號(hào)占0Hz~6MHz無(wú)線電信號(hào)都占一定的頻帶R2CiLR1R1R2動(dòng)態(tài)電路e(t)r(t)其中e(t)為激勵(lì)信號(hào)r(t)為電路的響應(yīng)精選ppt12.1正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)12.1.1網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的定義在正弦穩(wěn)態(tài)下，當(dāng)電路只有一個(gè)激勵(lì)時(shí)，動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)(輸出)r(t)與激勵(lì)(輸入)e(t)的相量之比定義為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，記為H(j)。~網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的幅頻特性~網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的相頻特性響應(yīng)即為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)動(dòng)態(tài)電路e(t)r(t)精選ppt12.1.2網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的分類1、策動(dòng)點(diǎn)函數(shù)e(t)與r(t)均在單口網(wǎng)絡(luò)的同一端（1）策動(dòng)點(diǎn)阻抗函數(shù)N0（2）策動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納函數(shù)N0精選ppt（1）轉(zhuǎn)移阻抗函數(shù)ZT(j

)（2）轉(zhuǎn)移導(dǎo)納函數(shù)YT(j

)N0ZLN0ZL2、轉(zhuǎn)移函數(shù)(又稱傳輸函數(shù))e(t)與r(t)不在同一端口精選ppt（3）電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)AuN0ZL（4）電流轉(zhuǎn)移函數(shù)AiN0ZL說(shuō)明：H(j

)由網(wǎng)絡(luò)本身的聯(lián)接方式及元件參數(shù)決定與其他無(wú)關(guān)。精選ppt3、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的求法（1）通過(guò)計(jì)算求：給定電路結(jié)構(gòu)元件參數(shù)時(shí)（2）用實(shí)驗(yàn)的方法求：電路結(jié)構(gòu)元件參數(shù)不詳時(shí)CLrG精選ppt1、RC低通電路（低通濾波電路）12.1.3頻率特性的分析舉例幅頻特性相頻特性精選ppt0110.707幅頻特性01相頻特性幅頻特性相頻特性精選ppt2）當(dāng)時(shí)表明在該頻率下輸出電壓是最大值的0.707倍，定義C為RC低通濾波電路的截止頻率。3）故C又稱為半功率點(diǎn)。1）在相位上滯后故RC低通網(wǎng)絡(luò)又稱為滯后網(wǎng)絡(luò)。規(guī)定通頻帶0110.70701幅頻特性相頻特性精選ppt2、RC高通電路（高通濾波電路）幅頻特性相頻特性精選ppt0110.707幅頻特性幅頻特性相頻特性01相頻特性精選ppt2）當(dāng)時(shí)表明在該頻率下輸出電壓是最大值的0.707倍，定義C為RC高通濾波電路的截止頻率。3）故C又稱為半功率點(diǎn)。1）在相位上超前故RC高通網(wǎng)絡(luò)又稱為超前網(wǎng)絡(luò)。規(guī)定通頻帶0110.707幅頻特性01相頻特性精選ppt12.2串聯(lián)諧振電路12.2.1串聯(lián)諧振回路及其諧振時(shí)的特性1、串聯(lián)諧振回路的諧振現(xiàn)象及諧振頻率等效串聯(lián)諧振回路諧振是正弦穩(wěn)態(tài)電路在特定條件下所產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象。R、L、C串聯(lián)電路，在正弦穩(wěn)態(tài)下當(dāng)電路端口電壓、電流同相時(shí)，稱電路發(fā)生了串聯(lián)諧振。R,L,C串聯(lián)電路ius電感線圈電容器實(shí)際串聯(lián)諧振回路信號(hào)源串聯(lián)諧振回路的電路模型(1)諧振的定義：精選ppt(2)諧振條件及諧振頻率

串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振電路的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)精選ppt01/R導(dǎo)納的幅頻特性0導(dǎo)納的相頻特性諧振條件諧振頻率諧振頻率由回路參數(shù)本身確定精選ppt2、串聯(lián)諧振回路的參數(shù)(1)諧振頻率(2)特性阻抗(3)回路的品質(zhì)因數(shù)Q一次參數(shù)：元件值，如R、L、C二次參數(shù)：由元件值約束的參數(shù)，如0

串聯(lián)諧振回路精選ppt

串聯(lián)諧振回路的相量模型3、發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)的電路特性導(dǎo)納最大(即阻抗最小)且為純實(shí)數(shù)電流最大且與電壓源電壓同相電阻兩端電壓等于電壓源電壓精選ppt(4)諧振時(shí)的能量特性信號(hào)源僅提供電阻所消耗的能量。

串聯(lián)諧振回路電阻在一周內(nèi)消耗的能量信號(hào)源在一周內(nèi)提供的能量任意時(shí)刻回路的總儲(chǔ)能為常數(shù)，磁場(chǎng)能與電場(chǎng)能相互交換。精選ppt(5)諧振回路品質(zhì)因數(shù)Q的物理意義電感線圈的品質(zhì)因數(shù)QL電感線圈的最大儲(chǔ)能線圈在一周內(nèi)的損耗電容器的品質(zhì)因數(shù)QC電容器的最大儲(chǔ)能電容器在一周內(nèi)的損耗精選ppt例1：圖所示電路，調(diào)節(jié)電容使電路達(dá)到諧振，已知

串聯(lián)諧振回路精選ppt調(diào)諧的方法此法多用在儀器上(1)固定L和C，調(diào)節(jié)信號(hào)源的頻率使用在電視機(jī)、收音機(jī)等的選頻回路上。(2)信號(hào)源的頻率f固定,調(diào)L或C使

串聯(lián)諧振回路精選ppt12.2.2串聯(lián)諧振回路的頻率特性及選擇性一）串聯(lián)諧振回路的頻率特性諧振回路為傳輸信號(hào)的通道無(wú)線電信號(hào)都占有一定的頻帶ff0f2f1頻率特性主要研究串聯(lián)諧振回路中電流I及動(dòng)態(tài)元件上的電壓U隨失諧(即頻率變化)大小而變化的特性。當(dāng)f=f0時(shí)發(fā)生諧振當(dāng)f

f0時(shí)失諧

串聯(lián)諧振回路的相量模型精選ppt串聯(lián)諧振電路在失諧狀態(tài)下的電路特性

串聯(lián)諧振回路的相量模型當(dāng)f=f0時(shí)發(fā)生諧振f

f0時(shí)失諧–/2/2()導(dǎo)納的頻率特性0|Y()|1/R0|I()|US

/R精選ppt

串聯(lián)諧振回路的相量模型反映電流隨失諧大小變化的特性電流超前電壓的角度(即導(dǎo)納角）精選pptQ3=100Q2=50Q1=201相頻曲線Q2=50Q3=100Q1=201諧振曲線1Q越大諧振曲線越尖銳Q越大相頻曲線越陡峭，諧振頻率附近，相頻特性曲線近似為直線。精選ppt12.2.2串聯(lián)諧振回路的頻率特性及選擇性一）串聯(lián)諧振回路的頻率特性諧振回路為傳輸信號(hào)的通道無(wú)線電信號(hào)都占有一定的頻帶ff0f2f1頻率特性主要研究串聯(lián)諧振回路中電流I及動(dòng)態(tài)元件上的電壓U隨失諧(即頻率變化)大小而變化的特性。當(dāng)f=f0時(shí)發(fā)生諧振當(dāng)f

f0時(shí)失諧

串聯(lián)諧振回路的相量模型精選ppt串聯(lián)諧振電路在失諧狀態(tài)下的電路特性

串聯(lián)諧振回路的相量模型當(dāng)f=f0時(shí)發(fā)生諧振f

f0時(shí)失諧–/2/2()導(dǎo)納的頻率特性0|Y()|1/R0|I()|US

/R精選ppt

串聯(lián)諧振回路的相量模型反映電流隨失諧大小變化的特性電流超前電壓的角度(即導(dǎo)納角）精選pptQ3=100Q2=50Q1=201相頻曲線Q2=50Q3=100Q1=201諧振曲線1Q越大諧振曲線越尖銳Q越大相頻曲線越陡峭，諧振頻率附近，相頻特性曲線近似為直線。精選ppt二)串聯(lián)諧振回路的選擇性諧振回路選出所需要的信號(hào)而抑制不需要信號(hào)的能力稱為諧振回路的選擇性。Q對(duì)選擇性影響很大，Q越大諧振曲線越尖銳，其選擇性越強(qiáng)（但不一定越大越好）。無(wú)線電信號(hào)都占有一定的頻帶ff0f2f1Q2=50Q3=100Q1=201諧振曲線1精選ppt12.2.3串聯(lián)諧振回路的通頻帶一）通頻帶的定義0.7071精選ppt二）通頻帶與回路參數(shù)的關(guān)系0.7071精選ppt0.707三）Q與選擇性的關(guān)系

Q對(duì)選擇性影響很大，Q越大諧振曲線越尖銳，其選擇性越好（但實(shí)際中并非Q值越高越好）。1Q2=50Q3=100Q1=20諧振曲線1實(shí)際電路要兼顧選擇性與通頻帶精選ppt12.2.4電壓傳輸函數(shù)1）輸出電壓取自電容2）輸出電壓取自電感（設(shè)后一級(jí)輸入阻抗無(wú)窮大）精選ppt|Au|C和|Au|L的頻率特性0|Au|C|Au|L精選ppt12.2.5信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)串聯(lián)諧振回路的影響一)無(wú)載Q值與有載Q值1)無(wú)載Q：

串聯(lián)諧振回路信號(hào)源和負(fù)載對(duì)諧振電路均沒(méi)有影響時(shí)的品質(zhì)因數(shù)精選ppt考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載電阻后諧振電路的品質(zhì)因數(shù)諧振電路負(fù)載信號(hào)源RLCLRsRLC′LRs當(dāng)Qc

=CRi10時(shí)精選ppt例2：串聯(lián)諧振電路由L=200H，QL=200的線圈及C=200pF的無(wú) 損耗電容組成，已知Us=10mV，信號(hào)源的f=f0。（1）信號(hào)源為理想電壓源時(shí)，求0，UC0，BW。（