電工技術(shù)電子技術(shù)-ppt課件

1、海南風(fēng)光第2章 正弦交流電路(串聯(lián)諧振 并聯(lián)諧振 轉(zhuǎn)移函數(shù))第第5講講2.3 電路中的諧振電路中的諧振2.3.1 串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振2.3.2 并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振2.4 網(wǎng)絡(luò)的頻率特性網(wǎng)絡(luò)的頻率特性 轉(zhuǎn)移函數(shù)轉(zhuǎn)移函數(shù) 2.4.1 轉(zhuǎn)移函數(shù)的幅頻特性和相頻特性轉(zhuǎn)移函數(shù)的幅頻特性和相頻特性2.4.2 低通電路、高通電路低通電路、高通電路2.4.3 波特圖波特圖本課作業(yè)本課作業(yè)52-182-222-232-29英英5題題 含有電感和電容的電路，假設(shè)無功功率得到完全含有電感和電容的電路，假設(shè)無功功率得到完全補(bǔ)償，使電路的功率因數(shù)等于補(bǔ)償，使電路的功率因數(shù)等于1，即：，即：u、 i 同相，同相，便稱此電路處

2、于諧振形狀。便稱此電路處于諧振形狀。諧振諧振串聯(lián)諧振：串聯(lián)諧振：L L 與與 C C 串聯(lián)時串聯(lián)時 u u、i i 同相同相并聯(lián)諧振：并聯(lián)諧振：L L 與與 C C 并聯(lián)時并聯(lián)時 u u、i i 同相同相 諧振電路在無線電工程、電子丈量技術(shù)等許多電路中運(yùn)諧振電路在無線電工程、電子丈量技術(shù)等許多電路中運(yùn)用非常廣泛。用非常廣泛。諧振概念：諧振概念：2.3 電路中的諧振電路中的諧振2.3.1 串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振RXXtgXXRZXXjRZCLCLCL122串聯(lián)諧振的條件串聯(lián)諧振的條件CURLCURULUI串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路IU、 同相同相假設(shè)令：假設(shè)令：CLXX 0那么：那么：諧振諧振CLXX

3、串聯(lián)諧振的條件是：串聯(lián)諧振的條件是：fCCXfLLXCL211 2諧振頻率：諧振頻率： ofCL001CLXX LC10LCf210串聯(lián)諧振的特點(diǎn)串聯(lián)諧振的特點(diǎn) 01RXXtgCLU、I 同相同相諧振時電流最大諧振時電流最大 RUZUI0CLXX RXXjRZCL)(阻性阻性注：串聯(lián)諧振也被稱為電壓諧振注：串聯(lián)諧振也被稱為電壓諧振 RXXCL 當(dāng)當(dāng)時時RIUXIUXIUCCLL000 UC 、UL將大將大于于電源電壓電源電壓U串聯(lián)諧振時的相量圖：串聯(lián)諧振時的相量圖：LUCUIUURIRUUUURCL質(zhì)量要素質(zhì)量要素 Q Q 值值 定義：電路處于串聯(lián)諧振時，電感或電容上的定義：電路處于串聯(lián)諧振時

4、，電感或電容上的電壓與總電壓之比。電壓與總電壓之比。RXRXUUUUQCLCL串聯(lián)諧振特性曲線串聯(lián)諧振特性曲線0I0f20I1f2ffIRUI 0諧振電流諧振電流LCf210諧振頻率諧振頻率下限截止頻率下限截止頻率上限截止頻率上限截止頻率1221fffff通頻帶通頻帶22)(CLXXRUIfCCXfLLXCL2112RUI 0LC1022)(CLXXRUI電路參數(shù)對諧振曲線的影響電路參數(shù)對諧振曲線的影響(a) 不變，不變，00I變小。變小。00II(b) 不變，不變， 變化。變化。00I01020IIR變大變大通頻帶通頻帶f如何如何變變?fI(a)R變大變大(b)L或或C變小變小C變小變小結(jié)論

5、：結(jié)論：Q愈大，帶寬愈小，曲線愈鋒利，選擇特性好。愈大，帶寬愈小，曲線愈鋒利，選擇特性好。 Q愈小，帶寬愈大，曲線愈平坦，選擇特性差。愈小，帶寬愈大，曲線愈平坦，選擇特性差。QfLRf02可以可以證明：證明：可見可見 與與 Q 相關(guān)。相關(guān)。f通頻帶通頻帶0I0f20I1f2ffIRCRLUUUUQCL00122)(CLXXRUICURLCURUrLUIr解：解：HzLCf356102101002121630mAArRUI15015. 01010306 .2236 .22320LCLXXLfX2 .1110106 .223rRXQL R、L、C串聯(lián)電路，知串聯(lián)電路，知R=10，r=10 r是電是

6、電 感線圈的電阻，感線圈的電阻，L=100mH，C=2F，U=3V求：諧振時求：諧振時f0，I0，XL，XC，Q，UR，UL，UC，f,rLU例：例：VRIUR5 . 11015. 00VrIUr5 . 11015. 00CURLCURUrLUIrVXIUULLC5 .336 .22315. 00VUUULrrL6 .335 .335 . 12222HzLrRf8 .312串聯(lián)諧振運(yùn)用舉例串聯(lián)諧振運(yùn)用舉例收音機(jī)接納電路收音機(jī)接納電路1L2L3LC:1L接納天線接納天線2L與與 C ：組成諧振電路：組成諧振電路:3L將選擇的信號送將選擇的信號送 接納電路接納電路1L2L3LC 組成諧振電路組成諧

7、振電路 ，選出所需的電臺。，選出所需的電臺。C - 2L321 eee、 為來自為來自3個不同電臺不同頻率個不同電臺不同頻率的電動勢信號；的電動勢信號；C2L2LR1e2e3e知：知：20 H25022LRL、kHz8201fC2L2LR1e2e3e解：解：CLf21212221LfCpF150102501082021623C假設(shè)要收聽假設(shè)要收聽 節(jié)目，節(jié)目，C 應(yīng)配多大？應(yīng)配多大？1e問題：問題：結(jié)論：當(dāng)結(jié)論：當(dāng) C 調(diào)到調(diào)到 150 pF 時，可收聽到時，可收聽到 的節(jié)目。的節(jié)目。1e2.3.2 并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振當(dāng)當(dāng) 時時 領(lǐng)先于領(lǐng)先于 (容性容性)CLII IUUILICI諧振諧振當(dāng)當(dāng)

8、時時 CLII 0ILIUCI理想情況：純電感和純電容理想情況：純電感和純電容 并聯(lián)。并聯(lián)。 當(dāng)當(dāng) 時時 落后于落后于 (感性感性)CLII IUULICIIIULICILCCLXUXUCL001LC10LCf210或或LIUCICLII 理想情況下并聯(lián)諧振條件理想情況下并聯(lián)諧振條件IULICILCIULICILCL=100mH，C=2F，U=3VHzLCf356210ALfUIICL013. 020并聯(lián)諧振又稱為電流諧振并聯(lián)諧振又稱為電流諧振0IUCjjXUILjRUjXRUICCLRLURLICIICRLIII非理想情況下的并聯(lián)諧振非理想情況下的并聯(lián)諧振UI、同相時那么諧振同相時那么諧振U

9、IRLICIRLCUCLRLjLRRUCjLjR22221虛部虛部實部實部那么那么 、 同相同相 IU虛部虛部=0。諧振條件：諧振條件：CRLIII一、非理想情況下并聯(lián)諧振條件一、非理想情況下并聯(lián)諧振條件UIRLICIRLC002020CLRL由上式虛部由上式虛部并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率UIRLICI2201LRLC得：得：或直接這樣推導(dǎo)：或直接這樣推導(dǎo)：)/()(CLjXjXRZ令虛部為令虛部為0LC10當(dāng)當(dāng)R=0時時并聯(lián)諧振的特點(diǎn)并聯(lián)諧振的特點(diǎn) I同相。同相。U、 電路的總阻抗最大。電路的總阻抗最大。 定性分析定性分析:IULICIZULICI理想情況下理想情況下諧振時：諧振時：max0Z

10、ZI總阻抗：總阻抗：RCLZZmax0UCLRLjLRRI2222得：得：IRCLU2201LRLC代入代入并聯(lián)諧振電路總阻抗的大小并聯(lián)諧振電路總阻抗的大小UIRLICI諧振時虛部為零諧振時虛部為零,即即:ULRRI22什么性質(zhì)什么性質(zhì)?并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振電路總阻抗：電路總阻抗：RCLZZmax00Z0R當(dāng)當(dāng)時時UU所以，純電感和純電容并聯(lián)諧振時，相當(dāng)于斷路。所以，純電感和純電容并聯(lián)諧振時，相當(dāng)于斷路。并聯(lián)支路中的電流能夠比總電流大。并聯(lián)支路中的電流能夠比總電流大。支路電流能夠支路電流能夠大于總電流大于總電流URLICII 電流諧振電流諧振UIRLICI并聯(lián)諧振特性曲線并聯(lián)諧振特性曲線ZI0思索

11、：思索： 時時為什么是感性？為什么是感性？0容性容性感性感性阻性阻性fI0問：在串聯(lián)諧振問：在串聯(lián)諧振電路中，何時電電路中，何時電路呈感性、阻性、路呈感性、阻性、容性？容性？讀圖練習(xí)：六管超外差式晶體管收音機(jī)2019.4.7T1T2T3T4T5T6R1R2 R3R4R5RWR6R7R8 R9R10R11R12R13R14R15R16R176VD線路圖輸入電路高放變頻中放檢波低放功放T1T2 T3DT4T5 T6方框圖2.4 網(wǎng)絡(luò)的頻率特性網(wǎng)絡(luò)的頻率特性-轉(zhuǎn)移函數(shù)轉(zhuǎn)移函數(shù)概念：網(wǎng)絡(luò)的頻率特性是研討正弦交流電路中概念：網(wǎng)絡(luò)的頻率特性是研討正弦交流電路中電壓、電流隨頻率變化的關(guān)系即頻域電壓、電流隨頻

12、率變化的關(guān)系即頻域分析。分析。 iUoU網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò)iOUUjT)（轉(zhuǎn)移函數(shù)：轉(zhuǎn)移函數(shù)：網(wǎng)絡(luò)的傳送函數(shù)：網(wǎng)絡(luò)的傳送函數(shù)：ioUUjT)()(jTUUjTio其中其中)(jT稱為幅頻特性稱為幅頻特性)(稱為相頻特性稱為相頻特性頻率特性頻率特性一、低通濾波器一、低通濾波器OUiURC濾掉輸入信號的高頻成分，經(jīng)過低頻成分。濾掉輸入信號的高頻成分，經(jīng)過低頻成分。ioUCjRCjU11 TCRtgRCRCjCjRCjUUjTio12111111OUiURC低通濾波器的傳送函數(shù)低通濾波器的傳送函數(shù) 9045相頻特性相頻特性RCtg1）（幅頻特性幅頻特性211RCT）（低通濾波器的頻率特性低通濾波器的頻率特性

13、1 RC1021 T000 ：帶寬：帶寬0：截止頻率：截止頻率2011分貝數(shù)定義：分貝數(shù)定義：ioUUjTdBlg20(lg203分貝點(diǎn)：分貝點(diǎn)：當(dāng)當(dāng) 時，時，21ioUUdB321lg20lg20ioUU0幅頻特性上幅頻特性上時，叫時，叫 3 分貝點(diǎn)。分貝點(diǎn)。1RC1021 T三分三分貝點(diǎn)貝點(diǎn)OUiURC二、高通濾波器二、高通濾波器濾掉輸入信號的低頻成分，經(jīng)過高頻成分。濾掉輸入信號的低頻成分，經(jīng)過高頻成分。高通濾波器的傳送函數(shù)高通濾波器的傳送函數(shù)CRjCRjCjRRUUjTio11高通濾波器的頻率特性高通濾波器的頻率特性CRjCRjCjRRUUjTio11幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性RC

14、tg190）（1RC1021 T 90452011)(T三、帶通濾波器三、帶通濾波器RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)iUoURRCjXCjXiuouRCRCcccjXRjXRCRZjXRCRZ)()()(21并聯(lián)串聯(lián)令：令：ioUZZZU212那么：那么：iOUZZZU212icccccOUjXRjXRjXRjXRjXRU)()()(iUCRCRj)1(31iOUCRCRjU)1(3122)1(31)(CRCRjT幅頻特性幅頻特性)(jTRC10311/10 1 10 100 .00lg-1 0 1 2 . T Tlg200.001 0.01 0.1 0.707 1 10 100 -60 -40 -

15、20 -3 0 20 40 對于變化范圍較寬的頻率特性，為展對于變化范圍較寬的頻率特性，為展 寬視野，寬視野，其特性橫坐標(biāo)改用對數(shù)坐標(biāo)，表示歸一其特性橫坐標(biāo)改用對數(shù)坐標(biāo)，表示歸一 化頻率；縱化頻率；縱坐標(biāo)用分貝表示，便構(gòu)成波特圖。坐標(biāo)用分貝表示，便構(gòu)成波特圖。波特圖波特圖用歸一化頻率表示的低通濾波器傳送函數(shù)用歸一化頻率表示的低通濾波器傳送函數(shù)令：令：RC10012011tgjT那么：那么：RCtgRCjT1211知：知：低通波特圖低通波特圖2011jT-20dB/十倍頻十倍頻幅頻特性幅頻特性402101101102102030jT分貝分貝 90210110110210450001tg相頻特性相

16、頻特性傳送傳送函數(shù)函數(shù)典型的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)典型的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)低通低通高通高通帶通帶通帶阻帶阻電路電路舉例舉例RCjjT110OUiURCjjT1110OUiUCLjRCLjjT1112OUiUCLjRRjT112OUiU正弦交流電路綜合舉例正弦交流電路綜合舉例例例1、 移相電路移相電路RR1RCiUoU知：知：02 UUiiU當(dāng)當(dāng) R1由由 0 變化時，變化時，oU的有效值不變，的有效值不變，oU和和 之間的相位差由之間的相位差由 變化變化 180 o 0 o證明：證明：解法解法102 UUi知：知：RRoUUU1復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)數(shù)運(yùn)算RR1RCiUoU1RURUCRjCRjUCRjRRUUiiR1111111)(1iRUU21解：