第九章-交流電路的頻率特性概要

第九章-交流電路的頻率特性概要第一頁，共26頁。內(nèi)容提要RC電路的頻率特性RLC串聯(lián)諧振電路RLC并聯(lián)諧振電路本章重點：分析典型動態(tài)電路在不同頻率激勵下的

響應特性及其作用。第二頁，共26頁。9-1RC電路的頻率特性

頻率特性（頻率響應）電路響應隨激勵信號的頻率而變化的特性。網(wǎng)絡函數(shù)：響應相量與激勵相量之比動態(tài)電路輸入端口輸出端口幅頻響應相頻響應動態(tài)電路的網(wǎng)絡函數(shù)反映了電路的功能：濾波器、選頻器等。第三頁，共26頁。

9-1-1RC低通網(wǎng)絡

網(wǎng)絡函數(shù)第四頁，共26頁。

9-1-1RC低通網(wǎng)絡

網(wǎng)絡功能（低通濾波電路）截止頻率半功率點第五頁，共26頁。9-1-2RC高通網(wǎng)絡

網(wǎng)絡函數(shù)第六頁，共26頁。9-1-2RC高通網(wǎng)絡網(wǎng)絡功能（高通濾波電路）截止頻率半功率點第七頁，共26頁。9-2諧振電路諧振的概念二端網(wǎng)絡的等效阻抗與等效導納一般情況下，等效電抗和等效電納不為零，電路呈現(xiàn)一定的容性（）或感性（）。諧振：當電感、電容和正弦角頻率滿足一定條件時，電路的等效電抗和等效電納均為零，電路呈現(xiàn)純電阻性。這種現(xiàn)象稱作“諧振”。動態(tài)電路第八頁，共26頁。9-2諧振電路典型諧振電路：RLC串聯(lián)諧振電路、RLC并聯(lián)諧振電路。諧振的應用：正弦信號發(fā)生、選頻電路。有時要避免諧振的發(fā)生，如放大電路。第九頁，共26頁。9-2-1串聯(lián)諧振電路RLC串聯(lián)諧振電路模型電路的等效阻抗第十頁，共26頁。RLC串聯(lián)諧振電路電路的等效電抗隨角頻率而變電路呈容性

電路呈感性

電路呈電阻性，發(fā)生諧振

第十一頁，共26頁。RLC串聯(lián)諧振電路諧振角頻率電路發(fā)生諧振時的角頻率（弧度/秒）自然諧振頻率（赫茲）諧振電路的特性阻抗發(fā)生諧振時，電路的感抗或容抗第十二頁，共26頁。RLC串聯(lián)諧振電路諧振時的電路狀態(tài)電流相量激勵源輸出的復功率電阻端電壓電流有效值達到最大值；電壓、電流同相位；激勵源僅輸出有功功率，不需要輸出無功功率。激勵源電壓全部落于電阻上。第十三頁，共26頁。RLC串聯(lián)諧振電路諧振時的電路狀態(tài)電阻吸收的復功率電感端電壓與電容端電壓激勵源輸出的功率全部被電阻吸收。電感、電容端電壓大小相等，方向相反，二者疊加后相互抵消；第十四頁，共26頁。RLC串聯(lián)諧振電路諧振時的電路狀態(tài)電感與電容吸收的復功率（吸收無功）（輸出無功）電感吸收的無功與電容輸出的無功數(shù)值相等，達到無功平衡。從能量轉(zhuǎn)換角度解釋為：電容、電感不耗能，二者之間的電場 能量與磁場能量進行周期性的相互轉(zhuǎn)換（振蕩）。第十五頁，共26頁。RLC串聯(lián)諧振電路諧振電路的品質(zhì)因數(shù)諧振時，電容/電感電壓有效值為激勵源電壓有效值的Q倍，極小的激勵電壓可以產(chǎn)生很大的電容/電感電壓；從能量角度，品質(zhì)因數(shù)Q越大，維持電容電感間能量交互（振蕩）所消耗的能量越小。第十六頁，共26頁。RLC串聯(lián)諧振電路RLC串聯(lián)電路頻率特性品質(zhì)因數(shù)Q越大，電路選頻特性越強。第十七頁，共26頁。9-2-2并聯(lián)諧振電路RLC并聯(lián)諧振電路模型電路等效導納第十八頁，共26頁。RLC并聯(lián)諧振電路電路的等效電納電感、電容保持不變時，電納隨角頻率而變化電路呈感性

電路呈容性

電路呈電阻性，發(fā)生諧振

第十九頁，共26頁。RLC并聯(lián)諧振電路諧振角頻率電路發(fā)生諧振時的角頻率自然諧振頻率諧振電路的特性阻抗

第二十頁，共26頁。RLC并聯(lián)諧振電路諧振時的電路狀態(tài)電壓相量激勵源輸出的復功率電阻電流電壓電流同相位；電壓有效值達到最大值。激勵源僅輸出有功功率，不需要輸出無功功率。激勵電流全部流過電阻支路第二十一頁，共26頁。RLC并聯(lián)諧振電路諧振時的電路狀態(tài)電阻吸收的復功率電感電流與電容電流激勵源輸出的功率全部被電阻吸收電感、電容電流大小相等，方向相反，二者疊加后相互抵消。第二十二頁，共26頁。RLC并聯(lián)諧振電路諧振時的電路狀態(tài)電感與電容吸收的復功率吸收無功輸出無功電感吸收的無功與電容輸出的無功數(shù)值相等，達到無功平衡。從能量轉(zhuǎn)換角度解釋為：電容、電感不耗能，二者之間的電場能量與磁場能量進行周期性的相互轉(zhuǎn)換（振蕩）。第二十三頁，共26頁。RLC并聯(lián)諧振電路諧振時的電路狀態(tài)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)諧振時，電容/電感電流有效值為激勵源電流有效值的Q倍，極小的激勵電流可以產(chǎn)生很大的電容/電感電流；從能量角度，品質(zhì)因數(shù)Q越大