《电路》-第5章 电路的频率响应

内容提要,本章主要介绍正弦稳态电路的频率响应。主要介绍网络函数与频率特性、滤波器电路、RLC串联、并联谐振电路。,5.1 网络函数与频率特性,5.3 RLC串联谐振,5.2 滤波器电路,5.4 RLC并联谐振,收音机接收电路如左图所示，其等效电路如右图所示。其中e1、 e2 、 e3为来自各电台所发出的无线电信号的感应电动势，L为等效电感，RL为电感的绕线电阻，C为可调电容。,在无线电技术中，通常用此电路来接收信号并将接收到的信号进行放大。在此电路中，如果要选出电台一传送的信号e1 ，只要调节电容的数值就可以了。那么，这个电路是什么原理？应该满足什么条件？,【引例】,在线性正弦稳态网络中，当只有一个独立激励源作用时，网络中某一处的响应（电压或电流）与网络输入之比，称为该响应的网络函数。,转移导纳,转移阻抗,转移电压比,转移电流比,激励是电压源,激励是电流源,H(j)与网络的结构、参数值有关，与输入、输出变量的类型以及端口对的相互位置有关，与输入、输出幅值无关。因此网络函数是网络性质的一种体现。,H(j) 是一个复数，它的频率特性分为两个部分，即,模与频率的关系,幅频特性,幅角与频率的关系,相频特性,网络函数可以用相量法中任一分析求解方法获得。,工程上根据输出端口对信号频率范围的要求，设计专门的电路，置于输入输出端口之间，使得输出端口所需要的频率分量能够通过，而抑制不需要的频率分量，这种具有选频功能的电路，称为滤波器。,幅频特性曲线和相频特性曲线为,a)幅频特性 b)相频特性,由图可以看出 具有抑制低频分量、保留高频分量的作用，即为高通滤波器。,令,此时对应的频率 为转折角频率或截止角频率。,引入截止频率后，一阶高通网络的网络函数可表示为,C1、C2均可以忽略，得中频时等效电路为,1.中频时,综合得完整的频率特性为,其中,幅频特性和相频特性分别为,电路的频率特性如下两图所示,谐振是正弦稳态电路中的一种特殊现象。按电路的组成形式可分为串联谐振和并联谐振。,在RLC电路中，电压、电流同相位的这种状态称为谐振。,谐振条件,此时,谐振角频率,谐振频率,1.谐振阻抗、谐振电流、谐振电压与品质因数,谐振阻抗,最小,电感和电容上的电压,其作用是将输入电压放大很多倍！,在工程应用中常常利用谐振获取信号。,品质因数 谐振时电感电压或电容电压与电源电压 的比值。,2.串联谐振时的频率特性,（1）阻抗的频率特性,阻抗的频率特性曲线及相频特性曲线如下两图所示,（2）电流的频率特性,电流的谐振曲线如图所示,（3）谐振的选择性与通频带,谐振的选择性就是选择有用信号的能力，在电路中，接近于谐振频率的电流成分将大于其他偏离谐振频率的电流成分而被选择出来。,电流的相对值为,Q值与频率特性曲线的关系如图所示,通频带为,收音机接收电路,【解】（1）,（2）谐振电流为,谐振时电容上的电压为,可见，电容上的电压是输入电压的313倍。,谐振时的角频率和频率分别为,并联谐振的条件为,1.导纳为最小值，阻抗达到最大，,2.电路的端电压将达到最大值,若,则,电流谐振,4.品质因数 谐振时电感电流或电容电流与电流源 电流的比值。,通频带