网络函数、RLC串联电路谐振-、RLC串联电路频率响应.ppt

1 第十一章电路的频率响应 11 1网络函数 11 2RLC串联电路的谐振 11 3RLC串联电路的频率响应 11 4RLC并联谐振电路 11 5波特图 11 6滤波器简介 2 2 网络函数的定义 在单一正弦激励的线性无源网络中 某一处的响应相量与激励相量之比 称为该响应的网络函数 11 1网络函数 1 频率响应 电路中的电压 电流 阻抗 导纳等量与激励源频率的关系 称为电路的频率特性 又称为频率响应 线性无源网络 响应 3 驱动点阻抗 驱动点导纳 激励是电流源 响应是电压 激励是电压源 响应是电流 3 网络函数的类型 1 驱动点函数 4 2 转移函数 传递函数 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 5 注意 1 H j 不仅与电路的结构 参数有关 还与激励 响应的位置有关 与激励 响应的大小无关 因此网络函数是网络性质的一种体现 2 H j 是一个复数 其频率特性分为两部分 模与频率的关系 幅频特性 幅角与频率的关系 相频特性 3 已知H j 可求得任意正弦激励下的电路响应 6 例 解 列网孔方程解电流 转移导纳 转移电压比 7 1 谐振现象 含有R L C的一端口正弦稳态电路 在特定条件下出现的端口电压 电流同相位的现象 称电路发生了谐振 发生谐振 谐振时电路对外呈电阻性 11 2RLC串联电路的谐振 8 2 串联谐振的条件 当X 0 即时 电路发生谐振 谐振条件 谐振角频率 谐振频率 固有频率 9 串联电路实现谐振的方式 1 L C不变 改变电源频率 使 0 2 电源频率 不变 改变L或C 使 0 3 RLC串联电路阻抗的频率特性 幅频特性 相频特性 10 相频特性曲线 幅频特性曲线 容性区 感性区 电阻性 11 4 RLC串联电路电流的频率特性 通频带 截止频率 1 2 带宽 BW 1 2 选择性 12 5 RLC串联谐振的特征 1 Z R Z 最小 当U一定时 I I0 U R达到最大 2 LC串联相当于短路 电压谐振 13 特性阻抗 品质因数 当 R时 Q 1 UL UC QU U 过电压 14 3 cos 1 P UI0达到最大 Q 0 谐振时电容与电感的无功完全补偿 彼此进行电能与磁能的周期性交换 它们与电源之间没有能量交换 注意 15 例1 某收音机输入回路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 5 V 求谐振电流和此时的电容电压 解 16 例2 一接收器的电路参数为 U 10V w 5 103rad 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 17 11 3RLC串联电路的频率响应 研究物理量与频率关系的图形 频响曲线或谐振曲线 可以加深对谐振现象的认识 1 RLC串联电路电流的通用谐振曲线 为了比较不同的谐振电路 把电流谐振曲线的横 纵坐标分别除以 0和I0 称为归一化 18 幅频特性 相频特性 19 通用谐振曲线 Q值越大 谐振曲线越陡 通频带越窄 对非谐振信号的抑制能力越强 电路的选择性越好 但电路的信号通过能力越差 HdB 20log10 I I0 HdB 20lg0 707 3dB 定义 当 1或 2时 1 2 3分贝频率半功率点 20 2 以UL 与UC 为输出的H 的频率特性 21 HL 与HC 的极值点 令 22 C2 UC 获最大值 L2 UL 获最大值 且UC C2 UL L2 Q越高