電路的頻率響應(yīng)課件

1、第十一章第十一章 電路的頻率響應(yīng)電路的頻率響應(yīng) 2 1 3 4 本章要求：本章要求： 電路的頻率響應(yīng)電路的頻率響應(yīng) 1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) 1 。 H(j)= f() - = f() - 幅頻特性幅頻特性 (j)= g() - (j)= g() - 相頻特性相頻特性 H(j)= 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) 1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) 1 諧振的概念諧振的概念 并聯(lián)諧振：并聯(lián)諧振：含有含有L和和C的并聯(lián)電路出現(xiàn)的并聯(lián)電路出現(xiàn)u、i同同 相相 2 C U R S U R U L U I L C ： /) 1 (ZjXR C LjRZ R X XRZ C LXarctan 1 22 ， 其中： / Z/ 0/ S S

2、S I U Z U Z U I ： ： /) 1 (ZjXR C LjRZ 00arctan X R X ，即 ： fC fL C L 2 1 2 1 或 ： 2. ： LC 1 2 1 00 或 LC f 與電阻無關(guān)。與電阻無關(guān)。 。 2 R C LjRZ) 1 ( 。 ： 3. ： RR L Q 0 C L C 1 L 0 0 2 C U R S U R U L U I L C SS0 S 00L0C0 QUU R L R U LIUU 。 A10 10 101 . 0 mV16. 31 . 06 .31 6 .31 10 316 316 101000 101 . 0 KHz500 102

3、 1 101000101 . 02 1 2 1 3 S 0 SC0 012 3 13123 0 R U I QUU R Q C L LC f 4. 串聯(lián)諧振回路的能量特性串聯(lián)諧振回路的能量特性 tIt R U i 0m00 Sm 0 coscos： )(cos 0 2 2 m0 2 0R tRIRip： R0 2 2 m00m00Sm0S )(coscoscosptRItItUiup 2 )(cos 2 1 2 1 0 2 2 m0 2 0L tLILiw )(sin 2 1 sin 1 2 1 90cos 1 2 1 2 1 0 2 2 m0 0 22 2 2 0 2 0C tLI tI C

4、 tI C CCuw om om C ）（ ）（ C U R S U R U L U I L C tIt R U i 0m00 Sm 0 coscos 2 2 m 2 m0 0 2 2 m00 2 2 m0CL 2 1 2 1 )(sin 2 1 )(cos 2 1 C CULI tLItLIwwW 2 ) 1 ( 2 C LRZ |Z|、R、X 0 R L L C C 1 0 |Z| 3 2 0 0 0 S 22 SS 1 ) 1 ( R L R U C LR U Z U I 2. R U I S 0 2 0 0 2 2 0 0 2 0 1 1 1 1 f f f f QQ I I 2 0

5、0 2 2 0 0 2 0 1 1 1 1 f f f f QRQ I I 1 1 0 0 0 I I0 0 I Q小小 Q大大 0 0 1 -0 0 0 1 -1 - tan 1 tan 1 tanQL RR C L i 90 90 0 0 0 f 1 f 707. 0 I f0 0 f I I0 0 I 1 2 f 12 ffB。 Q f B 0 RCR L U U U U Q CL 0 0 1 。 收音機(jī)接收電路 1 L 2 L 3 L C L1：收音機(jī)接收電路的接 收天線； L2和C：組成收音機(jī)的諧振 電路； L3：將選擇出來的電臺信 號送到接收電路。 3 1 L 2 L 3 L C

6、e1 RL2 L2 e2 e3 C 三個感應(yīng)電動三個感應(yīng)電動 勢來自于三個勢來自于三個 不同的電臺在不同的電臺在 空中發(fā)射的電空中發(fā)射的電 磁波。磁波。 L2和和C 組成收組成收 音機(jī)選頻（調(diào)音機(jī)選頻（調(diào) 臺）電路，通臺）電路，通 過調(diào)節(jié)不同的過調(diào)節(jié)不同的 C值選出所需值選出所需 電臺。電臺。 2 2 2 1 Lf C pF150 10250108202 1 6 2 3 C 如果要收聽e1節(jié)目，C應(yīng)調(diào)節(jié)為多大？ e1 RL2 L2 e2 e3 C 已知：L2=250H，RL2=20， f1=820KHz。 CL f 2 1 2 1 當(dāng)C調(diào)到150pF時，即可收到e1的節(jié)目。 RLC串諧回路中的

7、L=310H，欲接收載波f=540 KHz的電臺信號，問這時的調(diào)諧電容C=？若回路 Q=50時該臺信號感應(yīng)電壓為1mV，同時進(jìn)入調(diào)諧回路 的另一電臺信號頻率為600KHz，其感應(yīng)電壓也為1mV ，問兩信號在回路中產(chǎn)生的電流各為多大？ (1)由諧振頻率公式可得： PF280 10310)105402( 1 )2( 1 2 1 6232 0 0 Lf C LC f (3)600KHz的信號在回路中產(chǎn)生的電流為： A51. 4 600 540 540 600 501 6 .47 1 1 2 2 2 0 0 2 0 f f f f Q II 此例說明，當(dāng)信號源的感應(yīng)電壓值相同、而頻率 不同時，電路的選

8、擇性使兩信號在回路中所產(chǎn)生的電 流相差10倍以上。因此，電流小的電臺信號就會被抑 制掉，而發(fā)生諧振的電臺信號自然就被選擇出來。 (2)540KHz的信號在回路中產(chǎn)生的是諧振電流： A6 .47 103101054028. 6 1050 2 63 3 0 SSS 0 Lf QU Q U R U I 1.RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件是什么？如何使電串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件是什么？如何使電 路發(fā)生諧振？路發(fā)生諧振？ 2.串聯(lián)諧振電路諧振時的基本的特點有哪些串聯(lián)諧振電路諧振時的基本的特點有哪些 ？ 3.3.RLC串諧電路的品質(zhì)因數(shù)串諧電路的品質(zhì)因數(shù)Q與電路的頻率特性曲線與電路的頻率特性曲線 有何關(guān)系？是

9、否影響通頻帶？有何關(guān)系？是否影響通頻帶？ 串諧電路在諧振時動態(tài)元件兩端的電壓分別是電路總電串諧電路在諧振時動態(tài)元件兩端的電壓分別是電路總電 壓的壓的Q倍，是高倍，是高Q串諧電路的特征之一，與基爾霍夫定律并不串諧電路的特征之一，與基爾霍夫定律并不 矛盾。因為串諧時矛盾。因為串諧時UL=UC，且相位相反，因此二者作用相互，且相位相反，因此二者作用相互 抵消，電源總電壓等于電阻兩端電壓抵消，電源總電壓等于電阻兩端電壓UR=U。 4.已知已知RLC串諧電路的品質(zhì)因數(shù)串諧電路的品質(zhì)因數(shù)Q=200,當(dāng)電路發(fā)生諧當(dāng)電路發(fā)生諧 振時，振時，L和和C上的電壓值均大于回路的電源電壓，這上的電壓值均大于回路的電源電

10、壓，這 是否與基爾霍夫定律有矛盾？是否與基爾霍夫定律有矛盾？ 4 U I L -j-j 1 1 C j j R LC f LC 2 1 1 0 0 4 。 RZZ R YY max0 min0 1 : 0I QII 1 QII L 0 L C 0 C LCI IjQI LG jI IjQI G Cj I 且： 所以， 所以， U I L -j-j 1 1 C j j R ： L C GG C LG Q 110 0 2 0 0 2 0 1 1 f f f f Q U U f f f f Q 0 0 0 arctan 4 Z I 0 思考：思考： 時時 為什么是感性？為什么是感性？ 0 f I 0

11、 在串聯(lián)諧振電 路中，何時電路呈 感性、電阻性、容 性？ 并聯(lián)諧振電路的為： 感性容性 電阻性 并諧電路的信號源總 是存在內(nèi)阻的，信號源內(nèi) 阻將降低并諧回路的并聯(lián) 等效電阻R值，從而使Q 值降低，選擇性變差。 當(dāng)并諧電路接入信號源后，阻抗變?yōu)?， S0 / RRZ 電路品質(zhì)因數(shù)隨之變?yōu)?， L RR Q 0 S / 低，電路的選擇性變差，但是電路的通頻帶展寬。 顯然品質(zhì)因數(shù)降 L -j-j 1 1 C j j R RS US U I RL I C I L R C ： jBG Lr L Cj Lr r Cj Ljr Y 2222 1 jBG Lr L Cj Lr r Cj Ljr Y 2222

12、1 若要并諧電路發(fā)生諧振，復(fù)導(dǎo)納虛部應(yīng)為零。即： 2 0 2 0 0 Lr L C 并諧電路中r很小，所以 L C 0 0 1 U I RL I C I r C -j-j 1 1 L j j LC 1 0 LC f 2 1 0 或 。 六管超外差式晶體管收音機(jī) 輸入電路 高放 變頻 中放檢波低放功放 T1 方框圖 T3T2 T4 T6T5D T1T2 T3T4 T5 T6 R1 R2R3 R4 R5RW R6 R7 R8R9 R10 R11 R12R13 R14 R15 R16 R17 6V D 線路圖 1.1.如果信號源的頻率大于、小于及等于并聯(lián)諧振回如果信號源的頻率大于、小于及等于并聯(lián)諧振

13、回 路的諧振頻率時，問回路將呈現(xiàn)何種性質(zhì)？路的諧振頻率時，問回路將呈現(xiàn)何種性質(zhì)？ 2.為什么稱并聯(lián)諧振為電流諧振？相同的為什么稱并聯(lián)諧振為電流諧振？相同的Q值并聯(lián)諧值并聯(lián)諧 振電路，在長波段和短波段，通頻帶是否相同？振電路，在長波段和短波段，通頻帶是否相同？ 3.3.RLC并聯(lián)諧振等效電路的兩端并聯(lián)一個負(fù)載電阻并聯(lián)諧振等效電路的兩端并聯(lián)一個負(fù)載電阻 R RL L時，是否會改變電路的時，是否會改變電路的Q值？值？ 并諧電路在諧振時支路電流分別是電路總電流的并諧電路在諧振時支路電流分別是電路總電流的Q倍，因倍，因 之稱之稱。相同。相同Q值的并聯(lián)諧振電路，由于在長波段和短值的并聯(lián)諧振電路，由于在長波

14、段和短 波段中的諧振頻率波段中的諧振頻率f0不同不同，因此，通頻帶，因此，通頻帶B=f0/Q也各也各不相同不相同。 RLC并聯(lián)等效的諧振電路兩端若并聯(lián)一負(fù)載電阻并聯(lián)等效的諧振電路兩端若并聯(lián)一負(fù)載電阻RL，并諧，并諧 電路中的并聯(lián)等效電阻電路中的并聯(lián)等效電阻R將減小，根據(jù)將減小，根據(jù)Q0=R/0 0L L可知，電路可知，電路 的品質(zhì)因數(shù)的品質(zhì)因數(shù)Q值要降低值要降低。 了解諧振電路的基本應(yīng)用。 信號在傳輸?shù)倪^程中，不可避免要受到一定的干信號在傳輸?shù)倪^程中，不可避免要受到一定的干 擾，使信號中混入了一些不需要的干擾信號。利用擾，使信號中混入了一些不需要的干擾信號。利用 諧諧 振特性，可以將大部分干擾信號濾除。振特性，可以將大部分干擾信號濾除。參看課本參看課本82頁。頁。