電路的頻率響應(yīng)

1、電路的頻率響應(yīng)第1頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五一、頻率響應(yīng) 電路的輸出對不同頻率的正弦激勵有不同的響應(yīng)，這一特性稱為電路的頻率特性或頻率響應(yīng)或頻率特性。11-1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)電路中有電抗性器件，在電路激勵源頻率變化時(shí)，電路的性質(zhì)、工作狀態(tài)可能變化，使得電路不能正常工作甚至遭受破壞。例如，電力系統(tǒng)中的諧振導(dǎo)致電力網(wǎng)絡(luò)的解列癱瘓；電子電路中負(fù)反饋?zhàn)兂烧答佌袷幍?。同樣，對頻率響應(yīng)的特性也得到利用：選頻、濾波等第2頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五 輸入變量和輸出變量之間建立函數(shù)關(guān)系，來描述電路的頻率特性，這一函數(shù)關(guān)系就稱為電路和系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，H(j)

2、。二、網(wǎng)絡(luò)函數(shù) 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)有多種形式。第3頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)相頻特性幅頻特性例網(wǎng)絡(luò)函數(shù)等于單位激勵下的響應(yīng)第4頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五無源網(wǎng)絡(luò)+-一、 諧振的定義Z+-電路的這種狀態(tài)稱為諧振11-2 RLC串聯(lián)電路的諧振第5頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五當(dāng) L=1/ C， 電路中電壓、電流同相.Rj L+_二、 RLC串聯(lián)電路的諧振此時(shí)電路的狀態(tài)為諧振串聯(lián)諧振條件：第6頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五實(shí)現(xiàn)諧振的手段諧振角頻率諧振頻率1.調(diào)頻(改變外加電源、信號源頻率

3、)2.調(diào)參數(shù)L、C ( 常改變C )。 三、RLC串聯(lián)電路諧振時(shí)的特征2、輸入阻抗Z為純電阻，即Z=R。電路中阻抗值|Z|最小。ww0OR1、|Z|XLXCX電流I達(dá)到最大值I0=U/R (當(dāng)U一定)。第7頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五3、電阻上的電壓等于電源電壓，電抗上的電壓為零，即Rj L+_+_定義：品質(zhì)因數(shù)諧振時(shí)的相量圖第8頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五 0 O|I|品質(zhì)因數(shù)為不同值時(shí)的電流頻率特性。Q值大Q值小品質(zhì)因數(shù)Q在諧振電路中是一個(gè)很重要的參數(shù)，Q綜合反映了電路中三個(gè)參數(shù)R、L、C對諧振狀態(tài)的影響，也是分析比較諧振電路頻率特性

4、的重要輔助參數(shù)。當(dāng)Q遠(yuǎn)大于1時(shí)：串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。第9頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五5、功率和能量P=RI2=U2/R負(fù)載R吸收有功功率最大：電源發(fā)出功率PQ+_LCRu電場能量與磁場能量來回交換 -電磁振蕩即L與C交換能量, 電路與電源間無能量交換。第10頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五+_PQLCRu電場能量：同樣磁場能量：總能量是常量，不隨時(shí)間變化，正好等于最大值,與 Q2 成正比。設(shè)則諧振時(shí)：第11頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五例題第12頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五網(wǎng)絡(luò)函數(shù)：Rj

5、 L+_11-3 RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)輸入信號的幅值不變，只改變其頻率，在此頻率的改變下，看看元件上輸出電壓的變化情況。通用曲線的繪制：縱橫坐標(biāo)都采用相對于諧振點(diǎn)的比值縱坐標(biāo)以實(shí)際電壓與諧振點(diǎn)的電壓比橫坐標(biāo)以實(shí)際頻率與諧振頻率的比第13頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五幅頻特性相頻特性一、電阻電壓的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)1第14頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五Q越大，諧振曲線越尖。通頻帶越窄，選擇性越好。對非諧振頻率的信號有抑制能力。0.707Q=1Q=0.5Q=101210幅頻特性第15頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五通頻帶Q越大，

6、諧振曲線越尖。通頻帶越窄。0.707Q=1Q=0.5Q=101210工程上的定義中心頻率半功率點(diǎn)下界頻率上界頻率第16頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五收音機(jī)接收電路接收天線與 C ：組成諧振電路將選擇的信號送接收電路串聯(lián)諧振應(yīng)用舉例組成諧振電路 ，選出所需的電臺。為來自3個(gè)不同電臺（不同頻率）的電動勢信號；第17頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五已知：解：如果要收聽 節(jié)目，C 應(yīng)配多大？問題：結(jié)論：當(dāng) C 調(diào)到 150 pF 時(shí)，可收聽到 的節(jié)目。第18頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五二、 電容及電感電壓的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)可以看到，電容電壓滯后電阻電壓90度電感電壓超前電阻電壓90度第19頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五1Q0U( )/UC2L21兩條曲線存在極大值的UL/UUC/U當(dāng)Q0.707當(dāng)Q1,電感和電容支路會出現(xiàn)過電流，故并聯(lián)諧振也稱為電流諧振。第24頁，共26頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)59分，星期五CLR三 、電感線圈與電容并聯(lián)諧振時(shí) B=0，即