第11章 電路的頻率響應(yīng)

第十一章

電路的頻率響應(yīng)§11-2RLC串聯(lián)電路的諧振§11-4RLC并聯(lián)諧振電路11-2RLC串聯(lián)電路的諧振諧振現(xiàn)象的研究有重要的實(shí)際意義。一方面諧振現(xiàn)象得到廣泛的應(yīng)用，另一方面在某些情況下電路中發(fā)生諧振會(huì)破壞正常工作。一、RLC串聯(lián)電路RO電抗隨頻率變化的特性曲線當(dāng)L=1/C，電路中電壓、電流同相。電路的這種狀態(tài)稱為諧振。串聯(lián)諧振條件：二、串聯(lián)諧振的定義由于串聯(lián)電路中的感抗和容抗有相互抵消作用，所以，當(dāng)ω=ω0時(shí)，出現(xiàn)X(ω0)=0，這時(shí)端口上的電壓與電流同相，工程上將電路的這種工作狀況稱為諧振，由于是在RLC串聯(lián)電路中發(fā)生的，故稱為串聯(lián)諧振。三、串聯(lián)諧振的條件Im[Z(jω)]=0四、諧振頻率角頻率頻率諧振頻率又稱為電路的固有頻率，是由電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定的。串聯(lián)諧振頻率只有一個(gè)，是由串聯(lián)電路中的L、C參數(shù)決定的，而與串聯(lián)電阻R無關(guān)。Im[Z(jω)]=0五、串聯(lián)諧振的特征1、阻抗=R諧振時(shí)阻抗為最小值。2、電流在輸入電壓有效值U不變的情況下，電流為最大。3、電阻電壓實(shí)驗(yàn)時(shí)可根據(jù)此特點(diǎn)判別串聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振與否。六、諧振曲線電流和電壓隨頻率變化的特性稱為頻率特性，或稱頻率響應(yīng)，它們隨頻率變化的曲線稱為諧振曲線。ωOI(ω)七、品質(zhì)因數(shù)諧振時(shí)有所以串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)如果Q>1，則有

當(dāng)Q>>1，表明在諧振時(shí)或接近諧振時(shí)，會(huì)在電感和電容兩端出現(xiàn)大大高于外施電壓U的高電壓，稱為過電壓現(xiàn)象，往往會(huì)造成元件的損壞。如果Q>1，則有

當(dāng)Q>>1，表明在諧振時(shí)或接近諧振時(shí)，會(huì)在電感和電容兩端出現(xiàn)大大高于外施電壓U的高電壓，稱為過電壓現(xiàn)象，往往會(huì)造成元件的損壞。但諧振時(shí)L和C兩端的等效阻抗為零(相當(dāng)于短路)。串聯(lián)電阻的大小雖然不影響串聯(lián)諧振電路的固有頻率，但有控制和調(diào)節(jié)諧振時(shí)電流和電壓幅度的作用。八、功率諧振時(shí)，電路的無功功率為零，這是由于阻抗角為零，所以電路的功率因數(shù)=1整個(gè)電路的復(fù)功率=P但分別不等于零。諧振時(shí)電路不從外部吸收無功功率電路內(nèi)部的電感與電容之間周期性地進(jìn)行磁場(chǎng)能量和電場(chǎng)能量的交換，這一能量的總和為常量。串聯(lián)諧振應(yīng)用舉例收音機(jī)接收電路接收天線與C：組成諧振電路將選擇的信號(hào)送接收電路組成諧振電路，選出所需的電臺(tái)。為來自3個(gè)不同電臺(tái)(不同頻率)的電動(dòng)勢(shì)信號(hào)；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150pF時(shí)，可收聽到的節(jié)目。11-4

RLC并聯(lián)諧振電路一、RLC(GLC)

并聯(lián)電路G二、并聯(lián)諧振的定義由于發(fā)生在并聯(lián)電路中，所以稱為并聯(lián)諧振。三、并聯(lián)諧振的條件四、諧振頻率可解得諧振時(shí)角頻率頻率該頻率稱為電路的固有頻率。五、并聯(lián)諧振的特征1、輸入導(dǎo)納最小=G或者說輸入阻抗最大G2、端電壓達(dá)最大值可以根據(jù)這一現(xiàn)象判別并聯(lián)電路諧振與否。六、品質(zhì)因數(shù)并聯(lián)諧振時(shí)有所以并聯(lián)諧振又稱電流諧振。如果Q>>1，則諧振時(shí)在電感和電容中會(huì)出現(xiàn)過電流，但從L、C兩端看進(jìn)去的等效電納等于零，即阻抗為無限大，相當(dāng)于開路。G七、功率和能量諧振時(shí)無功功率所以表明在諧振時(shí)，電感的磁場(chǎng)能量與電容的電場(chǎng)能量彼此相互交換，兩種能量的總和為常數(shù)。G八、電感線圈和電容并聯(lián)的諧振電路R+_諧振時(shí)，有故有由上式可解得顯然，只有當(dāng)R+_O當(dāng)電感線圈的阻抗角很大，諧振時(shí)有過電流出現(xiàn)在電感支路和電容中。消除噪聲諧振濾波器利用諧振進(jìn)行選頻、濾波。在噪聲頻率下發(fā)生并聯(lián)諧振，即可消除噪聲。---信號(hào)源---噪聲源已知：C接收網(wǎng)絡(luò)諧振濾波器L提取信號(hào)在信號(hào)源頻率下發(fā)生串聯(lián)諧振，信號(hào)即可順利地到達(dá)接收網(wǎng)絡(luò)。---信號(hào)源---噪聲源已知：接收網(wǎng)絡(luò)諧振濾波器LC分析（一）：抑制噪聲信號(hào)被濾掉了令：消除噪聲提取信號(hào)接收網(wǎng)絡(luò)諧振濾波器分析（二）：提取信號(hào)接收網(wǎng)絡(luò)諧振濾波器則信號(hào)全部降落在接收網(wǎng)絡(luò)上。若在下習(xí)題：11-6,11-7,11-9

11-6求題11-6圖所示電路在哪些頻率時(shí)短路或開路？11-6求題11-6圖所示電路在哪些頻率時(shí)短路或開路？11-6求題11-6圖所示電路在哪些頻率時(shí)短路或開路？11-6求題11-6圖所示電路在哪些頻率時(shí)短路或開路？11-7RLC串聯(lián)電路中，求電路的諧振頻率f0,諧振時(shí)的電容電壓UC