电路的频率响应T

111,电路的频率响应,第十一章,11.1 网络函数 11.2 RLC串联电路的谐振 11.3 GLC并联电路的谐振 11.5 波特图 11.6 滤波器简介,112,电路在一个正弦电源激励下稳定时，各部分的响应都是同频正弦量，通过正弦量的相量，网络函数H(j)定义为,转移阻抗(导纳),当激励和响应为同一端口时,驱动点阻抗(导纳),当激励和响应为不同端口时,电压转移函数,电流转移函数,激励和响应同为电压时，,激励和响应同为电流时，,输出（响应）相量,输入（激励）相量,阻抗,导纳,例11-1,求图示电路的网络函数：,和电压转移函数,转移导纳,采用单输入(一个激励变量)对应单输出(一个响应变量) 的方式，在输入变量和输出变量之间建立的函数关系。,11.1 网络函数,14-3,例11-1,求图示电路的网络函数：,解,和电压转移函数,转移导纳,用网孔电流法，得,解得,电压转移函数,转移导纳,114,11.2 RLC串联电路的谐振,当 时，,在RLC串联电路中, 在 的激励下， 若调节电路参数 L、C 或 f ，使XL=XC , 即 UL = UC , u 与 i 同相, 电路便 发生串联谐振。（电压谐振）,设,1. 产生串联谐振的条件：,谐振频率:,(电路的固有频率),2. 串联谐振的特征,(1) u 与 i 同相, U=UR 电路对电源呈现电阻性, 电源与电路之间不发生能量转换.,令,.,.,(2) 在谐振时, 电路的阻抗最小，电路电流达到最大值:,阻性,容性,感性,115,2. 串联谐振的特征,(2) 在谐振时, 电路的阻抗最小，电路电流达到最大值:,(1) u 与 i 同相, U=UR 电路对电源呈现电阻性, 电源与电路之间不发生能量转换.,(3) 当 XL= XC R 时, UL与 UC 高于U 产生电压谐振：,UL与 UC 比U 高出Q 倍。,谐振时，角频率为0,令,3. 谐振电路的选频特性,选频特性能把谐振频率附近的电流选择出来的特性。又称电路的选择性。,116,3. 谐振电路的选频特性,I,当电流频率 f 偏离谐振频率 f0 时，电流I便明显下降。,通频带宽：,f0,f,0,I0,电流频率响应曲线,选频特性能把谐振频率附近的电流选择出来的特性。又称电路的选择性。,Q值越高，谐振曲线越尖锐，电路的选择性越强。,当电流下降到最大有效值的70.7%时，所包含的一段频率范围称为谐振电路的通频带宽度。,串联谐振在无线电工程中应用较多，在接收机里被用作选择信号。,117,4. 阻抗的频率响应,通频带宽：,f0,f,0,1,幅频特性, 幅频特性,幅频特性, 相频特性,相频特性,118,例1,已知： Us=0.1V, R=1, L=20H, C=200pF, I=0.1A,求正弦电压us中的频率 、电压 UL、UC 和电路的Q值。,解:,设参考相量：,据相量欧姆定律,显然有,表明：电路处谐振状态。,谐振频率为电源频率：,电压 UL、UC ：,Q值,*据电流有效值的关系式,0.1,0.1,119,所以串联谐振又称为电压谐振。,相量图：,如Q=100,U=220V,则在谐振时,所以电力系统应避免发生串联谐振。,1110,5.串联谐振应用举例,接收机的输入电路,为来自3个不同电台(不同频率) 的电动势信号；,等效电路,1111,例1：,已知：,解：,若要收听 节目，C 应配多大？,则：,结论：当 C 调到 204 pF 时，可收听到 的节目。,(1),1112,例1：,已知：,所需信号被 放大了78倍,信号在电路中产生的电流有多 大？在 C 上 产生的电压是多少？,(2),这时,1113,在GLC并联电路中, 若调节电路参数 L、C 或 f ，使 IL = IC ,电路呈阻性，即 u 与 i 同相, 电路便 发生并联谐振。（电流谐振）,11.3 GLC并联谐振电路,u,+,-,iL,G,iC,i,iG,当 时，,设,1. 产生串联谐振的条件：,谐振频率:,(电路的固有频率),iS,2. 并联谐振的特征,2） 在谐振时, 总导纳最小，电路总阻抗最大，总电压达到最大值,起选频作用:,1）u 与 i 同相, 电路对电源呈现电阻性, 相 当于电阻 R，电源与电路之间不发生能量转换.,1114,2. 并联谐振的特征,2） 在谐振时,总导纳最小，电路总阻抗最大，端电压达到最大值, 起选频作用:,品质因数,令：,1）u 与 i 同相, 电路对电源呈现电阻性, 相 当于电阻 R，电源与电路之间不发生能量转换.,Q值一般为200500。所以 IC 与 IL 比 I0 大许多倍。,令,3) 谐振时, L , C 支路间产生过电流，且 电路电流达最小值。,1115,谐振频率:,工程上采用的电感线圈与电容并联的谐振电路：,即有,谐振时:,谐振导纳,谐振阻抗,1116,例2,有一个100pF的电容器和一个电阻为10、电感为0.4mH的线圈。求分别为串并联接时的谐振阻抗和谐振频率。,解,1. 接成串联谐振电路，产生谐振时：,2. 接成并联谐振电路，产生谐振时：,1117,例3：,解：(1) 利用相量图求解,相量图如图:,由相量图可知电路谐振，则：