《谐振电路》PPT课件.ppt

第十一章,电路的频率响应,本章主要内容：,网络函数 RLC串联电路的谐振 RLC串联电路的频率响应 RLC并联谐振电路 波特图 滤波器简介,频率响应,电路与系统的工作状态跟随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，又叫频率响应。 通常采用单输入单输出的方式，在输入变量和输出变量之间建立函数关系，来描述电路的频率特性，这一函数关系就称为电路和系统的网络函数。,网络函数,11.1网络函数,网络函数的定义,电路在单一激励作用下，其零状态响应 r(t)的象函数R(s)与激励e(t)的象函数E(s)之比 为该电路的网络函数H(s).,1.驱动点函数,驱动点阻抗,驱动点导纳,2.转移函数(传递函数),R,例 求图示电路的网络函数,例14-1 求图示电路的冲激响应h(t)。,例14-2 图示电路为一低通滤波器。已知：L1=1.5H，C2=4/3F，L3=0.5H，R=1。求电压转移函数H1(s)和驱动点导纳函数H2(s)。,频率特性表示方法,11.2 串联电路的谐振,谐振(resonance)是正弦电路在特定条件下所产生的一种特殊物理现象，谐振现象在无线电和电工技术中得到广泛应用，对电路中谐振现象的研究有重要的实际意义。,含有R、L、C的一端口电路，在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。,1. 谐振的定义,发生谐振,2. 串联谐振的条件,谐振角频率 (resonant angular frequency),谐振频率 (resonant frequency),谐振条件,仅与电路参数有关,串联电路实现谐振的方式：,（1） L C 不变，改变 w 。,（2） 电源频率不变，改变 L 或 C ( 常改变C )。,0由电路本身的参数决定，一个 R L C 串联电路只能有一个对应的0 , 当外加频率等于谐振频率时，电路发生谐振。,3. RLC串联电路谐振时的特点,入端阻抗Z为纯电阻，即Z=R。电路中阻抗值|Z|最小。,电流I达到最大值 I0=U/R (U一定)。,(2) LC上的电压大小相等，相位相反，串联总电压为零，也称电压谐振，即,特性阻抗,品质因数,当 w0L=1/(w0C )R 时， UL= UC U,例,某收音机 L=0.3mH，R=10，为收到中央电台560kHz 信号，求（1）调谐电容C值；（2）如输入电压为1.5V 求谐振电流和此时的电容电压。,解,(3) 谐振时的功率,P=UIcosUIRI02=U2/R， 电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。,电源不向电路输送无功。电感中的无功与电容中的无功大小相等，互相补偿，彼此进行能量交换。,例,一接收器的电路参数为：U=10V,w=5103 rad/s, 调C使电路中的电流最大，Imax=200mA，测得电容电压为600V，求R、L、C及Q,解,1. G、C、L 并联电路,G C L 并联,11.3 并联电路的谐振,谐振角频率,R L C 串联,G C L 并联,R L C 串联,G C L 并联,电压谐振,电流谐振,UL(w 0)=UC (w 0)=QU,IL(w0) =IC(w0) =QIS,2. 电感线圈与电容器的并联谐振,实际的电感线圈总是存在电阻，因此当电感线圈与电容器并联时，电路如图：,谐振时 B=0，即,（1）谐振条件,此电路发生谐振是有条件的，在电路参数一定时，满足,一般线圈电阻RL，则等效导纳为：,(b) 电流一定时，总电压达最大值：,(c) 支路电流是总电流的Q倍，设RL,(a) 电路发生谐振时，输入阻抗达最大值：,（2）谐振特点,例,如图R=10的线圈其QL=100，与 电容接成并联谐振电路，如再并联 上一个100k的电阻，求电路的Q.,解,例,如图RS=50k，US=100V，0=106，Q=100，谐振时线圈获取最大功率，求L、C、R及谐振时I0、U和P。,解,11.4 滤波器简介,工程上根据输出端口对信号频率范围的