十章節(jié)正弦交流電路頻率響應(yīng)及諧振

第十章正弦交流電路的頻率響應(yīng)及諧振1第十章

正弦交流電路的頻率響應(yīng)及諧振

§10.1頻率響應(yīng)的概念§10.2RC電路的頻率響應(yīng)§10.3正弦交流電路的串聯(lián)諧振§10.4正弦交流電路的并聯(lián)諧振2§10-1網(wǎng)絡(luò)的頻率特性概念：網(wǎng)絡(luò)的頻率特性是研究正弦交流電路中電壓、電流隨頻率變化的關(guān)系（即頻域分析）。網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)：3電路的頻率響應(yīng)，是電路指定輸入與輸出的頻率特性，頻率響應(yīng)的研究是通過正弦交流電路的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)來進(jìn)行的。網(wǎng)絡(luò)函數(shù)定義：在正弦穩(wěn)態(tài)條件下，響應(yīng)相量與激勵相量之比。

1、策動點函數(shù)響應(yīng)與激勵都屬同一端口，

（1）策動點阻抗Z0=U/I（2）策動點導(dǎo)納Y0=I/U//42、轉(zhuǎn)移函數(shù)響應(yīng)和激勵不在同一端口

（1）轉(zhuǎn)移電壓比AU=（2）轉(zhuǎn)移電流比Ai=（3）轉(zhuǎn)移阻抗ZT=（4）轉(zhuǎn)移導(dǎo)納YT=5我們用N(jω)來泛指各類函數(shù)，一般情況下N(jω)是一個復(fù)數(shù)，可表示為：

N(jω)=︱N(jω)︱∠θ(ω)式中︱N(jω)︱是網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模，等于響應(yīng)幅值與激勵幅值之比，是ω的函數(shù)——幅頻特性

θ(ω)是N(jω)的輻角，等于響應(yīng)與激勵的相位差，是ω的函數(shù)——相頻特性6一、RC低通電路網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)：濾掉輸入信號的高頻成分，通過低頻成分?！?0-2RC電路的頻率響應(yīng)7低通濾波器的傳遞函數(shù)8---幅頻特性：輸出與輸入有效值之比與頻率的關(guān)系。其中：相頻特性：輸出與輸入相位差與頻率的關(guān)系。---9相頻特性幅頻特性低通濾波器的頻率特性100~：帶寬：截止頻率10分貝數(shù)定義：半功率點：當(dāng)時，幅頻特性上時，叫3分貝點或半功率點。1三分貝點11二、RC高通電路濾掉輸入信號的低頻成分，通過高頻成分。高通濾波器的傳遞函數(shù)12高通濾波器的頻率特性幅頻特性相頻特性113三、RC

串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)RRRCRC令：則：1415幅頻特性16含有電感和電容的電路，如果無功功率得到完全補償，使電路的功率因數(shù)等于1，即：u、i

同相，便稱此電路處于諧振狀態(tài)。諧振串聯(lián)諧振：L

與C

串聯(lián)時

u、i

同相并聯(lián)諧振：L

與C

并聯(lián)時

u、i

同相諧振電路在無線電工程、電子測量技術(shù)等許多電路中應(yīng)用非常廣泛。諧振概念：§10.3正弦交流電路的串聯(lián)諧振17串聯(lián)諧振的條件RLC串聯(lián)諧振電路、同相若令：則：諧振串聯(lián)諧振的條件是：

18諧振頻率：

19串聯(lián)諧振的特點

U、I

同相

當(dāng)時

當(dāng)電源電壓一定時：UC、UL將大于電源電壓U20注：串聯(lián)諧振也被稱為電壓諧振當(dāng)時，諧振時：、21品質(zhì)因素——Q

值

定義：電路處于串聯(lián)諧振時，電感或電容上的電壓和總電壓之比。諧振時:

在諧振狀態(tài)下,若R>XL、R>XC，Q

則體現(xiàn)了電容或電感上電壓比電源電壓高出的倍數(shù)。22串聯(lián)諧振特性曲線I諧振電流諧振頻率下限截止頻率上限截止頻率通頻帶23關(guān)于諧振曲線的討論(a)

不變，變化。(c)

不變，變化。不變，(b)

不變，變化。分以下三種情況：24諧振曲線討論（之一）結(jié)論：R的變化引起變化

R愈大愈?。ㄟx擇性差）

R愈小愈大（選擇性好）R小R大不變，變化。（1）不變

即LC不變R改變改變（2）25分析：（1）不變即U、R不變（2）改變結(jié)論：LC的變化引起變化

L變小或C變小

變大

L變大或C變大

變小諧振曲線討論（之二）不變，變化。26諧振曲線討論（之三）結(jié)論：Q愈大，帶寬愈小，曲線愈尖銳。

Q愈小，帶寬愈大，曲線愈平坦。分析：不變，不變（LC）、R

不變，如何改變或？可以證明：可見與Q

相關(guān)。不變，變化。不變，27串聯(lián)諧振時的阻抗特性感性容性28串聯(lián)諧振應(yīng)用舉例收音機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29組成諧振電路，選出所需的電臺。為來自3個不同電臺（不同頻率）的電動勢信號；30已知：解：如果要收聽節(jié)目，C應(yīng)配多大？問題（一）：結(jié)論：當(dāng)C調(diào)到150pF時，可收聽到

的節(jié)目。31問題（二）：信號在電路中產(chǎn)生的電流有多大？在C

上產(chǎn)生的電壓是多少？已知：解答：所希望的信號被放大了64倍。32§10.4正弦交流電路的并聯(lián)諧振當(dāng)時領(lǐng)先于(容性)諧振當(dāng)時理想情況：純電感和純電容并聯(lián)。當(dāng)時落后于(感性)33或理想情況下并聯(lián)諧振條件34非理想情況下的并聯(lián)諧振同相時則諧振35虛部實部則、

同相虛部=0。諧振條件：一、非理想情況下并聯(lián)諧振條件36由上式虛部并聯(lián)諧振頻率得：或當(dāng)時37并聯(lián)諧振的特點

同相。、電路的總阻抗最大。

定性分析:Z理想情況下諧振時：38總阻抗：得：代入并聯(lián)諧振電路總阻抗的大小諧振時虛部為零,即:什么性質(zhì)?39并聯(lián)諧振電路總阻抗：當(dāng)時所以，純電感和純電容并聯(lián)諧振時，相當(dāng)于斷路。40

外加電壓一定時，總電流最小。

Z外加電流為恒定電流