電路的頻率響應.doc

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1、第11章電路的頻率響應教研室：基礎教研室教師姓名：課程名稱電路（二）授課專業(yè)及班次授課內容網絡函數概念，RLC串聯諧振的條件、頻率、和特點。RLC串聯電路的頻率特性。RLC并聯電路的諧振及頻率特性。波特圖，濾波器。授課方式及學時講授、討論，4學時目的要求熟練掌握RLC串聯諧振的條件、頻率、和特點。掌握網絡函數概念，RLC并聯諧振的條件、頻率、和特點。了解二階網絡函數的頻率特性。重點與難點重點：RLC串聯諧振的條件、頻率、和特點。難點：RLC串聯電路的頻率特性，二階網絡函數的頻率特性。講授內容及時間分配（1）網絡函數概念，RLC串聯諧振的

2、條件、頻率、和特點。RLC串聯電路的頻率特性。（2學時）、（2）RLC并聯電路的諧振及頻率特性，波特圖，濾波器。（2學時）教具多媒體、黑板、粉筆參考資料§11-1網絡函數當電路中激勵源的頻率變化時，電路中的感抗、容抗將跟隨頻率變化，因此，分析研究電路和系統(tǒng)的頻率特性就顯得格外重要。頻率特性：電路和系統(tǒng)的工作狀態(tài)跟隨頻率而變化的現象，稱為電路和系統(tǒng)的頻率特性，又稱頻率響應。1.網絡函數的定義在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，單一激勵源作用時，網絡函數定義為響應比上激勵。2.網絡函數的物理意義（1）驅動點函數：同一端口的比激勵是電流源，響應是電壓驅動點阻抗

3、激勵是電壓源，響應是電流驅動點導納（2）轉移函數(傳遞函數)：不同端口的比激勵是電壓源激勵是電流源轉移導納轉移阻抗轉移電壓比轉移電流比3.網絡函數的特點（1）是一個復數，它的頻率特性分為兩個部分：幅頻特性模與頻率的關系相頻特性幅角與頻率的關系（2）網絡函數可以用相量法求解獲得。例11-1：求圖示電路的網絡函數解列網孔方程解電流轉移導納轉移電壓比注意：①以網絡函數中的最高次方的次數定義網絡函數的階數。②由網絡函數能求得網絡在任意正弦輸入時的端口正弦響應，即有③網絡函數等于單位激勵的響應?！?1-2RLC串聯電路的諧振一、RLC串聯電路1.

4、阻抗：2.諧振條件：電壓與電流同相。3.諧振頻率：①②諧振頻率又稱固有頻率和自由頻率，可使電路發(fā)生諧振或消除諧振。二、串聯諧振的特征1.諧振阻抗：2.諧振電流：，在輸入電壓有效值不變的情況下，電流為最大，所有電壓都加在電阻上，串聯部分總電壓為0。3.電壓諧振：若4.品質因數諧振系數①若過電壓；②，諧振兩端的等效阻抗為零（相當于短路）。5.諧振時的功率沒有無功功率，只有有功功率。6.諧振時能量例見教材p285例11-2§11-3RLC串聯電路的頻率響應1.幅頻特性相頻特性2.，①，曲線出現高峰，輸出達到了最大（）；②時，輸出逐漸下降；③值

5、大，曲線在諧振點附近形狀尖銳，選擇性好。通頻帶：發(fā)生，值大，通頻帶窄，選擇性好。3.和的頻率特性如下圖。i)當值很大時，兩峰值的頻率向諧振頻率接近；ii)當時，兩者都沒有峰值。iii)從圖中可以得到低通截止頻率，通頻帶和高通截止頻率，通頻帶。例見教材p290例11-3§11-4RLC并聯諧振電路一、并聯電路1.并聯諧振：電壓與電流同相2.諧振條件：3.輸入導納為最小最小輸入阻抗最大4.端電壓達最大值5.電流諧振：6.品質因數若過電流7.無功功率：二、電感線圈和電容并聯的諧振電路諧振時，①當時，才是實數；若時，電路不會諧振；②當電感線圈的

6、阻抗角很大，諧振時有過電流出現在電感支路和電容中；③諧振時輸入導納相當于一個電阻④當時，并聯電路的并聯諧振情況比較接近?！?1-5波特圖用對數坐標描繪的頻率響應圖就稱為頻響波特圖。波特圖分為幅頻涂和相頻圖，繪制波特圖前，需對網絡函數進行一些處理：將波特圖化為指數形式后取對數，所得結果實部為對數模，虛部為相移函數。在畫圖時，橫軸坐標采用對數頻率，幅頻波特圖用分貝表示對數模，作縱軸；相頻波特圖用相移作縱軸。具體繪制方法見293頁例11-4§11-6濾波器簡介根據輸出端口對信號頻率范圍的要求，設計專門的網絡，置于輸入輸出端口之間，使輸出端口所

7、需頻率分量能夠順利通過，而抑制不需要的頻率分量，這種具有選頻功能的網絡，稱為濾波器。通常將希望保留的頻率范圍稱為通帶，希望抑制的頻率范圍稱為阻帶。一般可分為低通、高通、帶通和帶阻四種類型。所謂濾波就是利用容抗或感抗隨頻率改變而改變的特性，對不同頻率輸入信號產生不同的響應，讓需要的某一頻帶的信號順利通過，而抑制不需要的其他頻率的信號。濾波電路通?？煞譃榈屯?，高通和帶通等多種。除了RC電路外其他電路也可以組成濾波電路。電路輸出電壓與輸入電壓的比值稱為電路的傳遞函數或轉移函數，用T（jω）表示，它是一個復數。隨ω變化的特性稱為幅頻特性。隨ω變

8、化的特性稱為相頻特性，兩者統(tǒng)稱頻率特性。1.低通濾波器在實際應用中，輸出電壓不能下降過多。通常規(guī)定：當輸出電壓下降到輸入電壓的0.707倍時所對應的頻率ω0，而將頻率范圍[0，ω0]稱為通頻帶。ω0又稱為截