電路的頻率響應(yīng)

（補(bǔ)充）當(dāng)電路中激勵(lì)源的頻率變化時(shí)，電路中的感抗、容抗將跟隨頻率變化，從而導(dǎo)致電路的工作狀態(tài)亦跟隨頻率變化。因此，分析研究電路和系統(tǒng)的頻率特性就顯得格外重要。頻率特性電路和系統(tǒng)的工作狀態(tài)跟隨頻率而變化的現(xiàn)象，稱(chēng)為電路和系統(tǒng)的頻率特性，又稱(chēng)頻率響應(yīng)。電路的響應(yīng)不僅與電路本身的工作狀態(tài)有關(guān)，還與激勵(lì)有關(guān)，研究頻率特性時(shí)，為了消除激勵(lì)幅度和相位的影響，采用響應(yīng)與激勵(lì)的比值作為對(duì)象——網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性2

在線性正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，僅有一個(gè)獨(dú)立激勵(lì)源激勵(lì)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)（電壓或電流）與激勵(lì)電源的相量之比，稱(chēng)為該單輸入單輸出網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(jω)是激勵(lì)電源頻率的函數(shù)，當(dāng)電源頻率發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)函數(shù)也將跟著變化。網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(jω)描述了網(wǎng)絡(luò)輸入與輸出之間的關(guān)系，必然與激勵(lì)電源及響應(yīng)的位置和物理量性質(zhì)有關(guān)。3網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(jω)的種類(lèi)1.驅(qū)動(dòng)點(diǎn)函數(shù)：輸入和輸出在同一個(gè)端口。無(wú)源線性網(wǎng)絡(luò)+-網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性（1）策動(dòng)點(diǎn)阻抗電流源激勵(lì)，產(chǎn)生電壓響應(yīng)電壓源激勵(lì)，產(chǎn)生電流響應(yīng)（2）策動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納4無(wú)源線性網(wǎng)絡(luò)++--網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性2.轉(zhuǎn)移函數(shù)(傳遞函數(shù))：輸入和輸出不在同一個(gè)端口。（3）轉(zhuǎn)移導(dǎo)納（4）轉(zhuǎn)移阻抗（5）轉(zhuǎn)移電壓比（電壓傳輸系數(shù)或電壓放大系數(shù)）（6）轉(zhuǎn)移電流比（電流傳輸系數(shù)或電流放大系數(shù)）5網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性6

采用網(wǎng)孔法求解電流2

j

+_+_j

2

網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移電壓比7網(wǎng)絡(luò)函數(shù)中j

的最高方次數(shù)定義為網(wǎng)絡(luò)（函數(shù)）的階數(shù)。由網(wǎng)絡(luò)函數(shù)能求得網(wǎng)絡(luò)在任意正弦輸入時(shí)的端口正弦響應(yīng)，即有網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性8對(duì)電路和系統(tǒng)的頻率特性進(jìn)行分析時(shí)，為了直觀地觀察頻率特性隨頻率變化的趨勢(shì)和特征，常采用圖形方式表示。網(wǎng)絡(luò)的頻率特性圖包括：幅頻特性圖和相頻特性圖。頻率特性的圖形表示——波特圖Of

Of

幅頻特性（圖）相頻特性（圖）9為了全面清楚表示頻率特性隨頻率變化在高低頻率段的變化，采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)來(lái)作頻響曲線——波特圖。頻率特性的圖形表示——波特圖Olgf

Olgf

幅頻特性相頻特性工程上常利用網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的零極點(diǎn)，采用簡(jiǎn)便方法繪制對(duì)數(shù)坐標(biāo)頻率響應(yīng)圖。10一般情況下，網(wǎng)絡(luò)函數(shù)可以寫(xiě)成下列形式：頻率特性的圖形表示——波特圖其中，zn為系統(tǒng)的零點(diǎn)，pm為系統(tǒng)的極點(diǎn)。則11當(dāng)

>>zn時(shí)頻率特性的圖形表示——波特圖當(dāng)

>>pm時(shí)當(dāng)

<<zn時(shí)當(dāng)

<<pm時(shí)當(dāng)

=zn時(shí)當(dāng)

=pm時(shí)12頻率特性的圖形表示——波特圖Olgf

20dB/十倍頻20dB/十倍頻-20dB/十倍頻-20dB/十倍頻13頻率特性的圖形表示——波特圖14幅頻特性波特圖繪制方法網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的每個(gè)零點(diǎn)和極點(diǎn)構(gòu)成波特圖的一個(gè)折點(diǎn)。每經(jīng)過(guò)一個(gè)單零點(diǎn)折點(diǎn)，幅頻特性漸近線斜率+20dB/十倍頻；每經(jīng)過(guò)一個(gè)單極點(diǎn)折點(diǎn)，幅頻特性漸近線斜率-20dB/十倍頻；若出現(xiàn)重零點(diǎn)或重極點(diǎn)，則斜率變化相應(yīng)加倍。最后對(duì)各個(gè)折點(diǎn)處作3dB（6dB、9dB、……）修正。當(dāng)

>>zn時(shí)頻率特性的圖形表示——波特圖當(dāng)

>>pm時(shí)當(dāng)

<<zn時(shí)當(dāng)

<<pm時(shí)當(dāng)

=zn時(shí)當(dāng)

=pm時(shí)近似在零、極點(diǎn)處以45/十倍頻線性變化。15頻率特性的圖形表示——波特圖Olgf

45/十倍頻-45/十倍頻45-45通過(guò)曲線疊加得到相頻曲線16頻率特性的圖形表示——波特圖17相頻特性波特圖繪制方法網(wǎng)絡(luò)函數(shù)每個(gè)零點(diǎn)和極點(diǎn)對(duì)波特圖貢獻(xiàn)二個(gè)折點(diǎn)，分別在0.1倍和10倍處。每一個(gè)單零點(diǎn)在0.1zn和10zn之間貢獻(xiàn)+45