第3章正弦交流电路(谐振).ppt

3.8.1谐振现象,3.8.2网络的频率特性,含有电感和电容的电路，如果无功功率得到完全补偿，使电路的功率因数等于1，即：u、i同相，便称此电路处于谐振状态。,谐振电路在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用非常广泛。,谐振概念：,3.8.1谐振现象,（一）串联谐振,串联谐振的条件,串联谐振电路,谐振频率：,串联谐振的特点,注：串联谐振也被称为电压谐振,当时，,谐振时：,、,品质因素-Q值,定义：电路处于串联谐振时，电感或电容上的电压和总电压之比。,串联谐振特性曲线,关于谐振曲线的讨论,谐振曲线讨论（之一）,谐振曲线分析（之二）,谐振曲线分析（之三）,结论：Q愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐。Q愈小，带宽愈大，曲线愈平坦。,串联谐振时的阻抗特性,容性,感性,串联谐振应用举例,收音机接收电路,已知：,解：,结论：当C调到150pF时，可收听到的节目。,问题（二）：,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？,（二）并联谐振,理想情况：纯电感和纯电容并联。,或,理想情况下并联谐振条件,非理想情况下的并联谐振,同相时则谐振,非理想情况下并联谐振条件,由上式虚部,并联谐振频率,得：,并联谐振的特点,理想情况下谐振时：,总阻抗：,并联谐振电路总阻抗的大小,谐振时虚部为零,即:,并联谐振电路总阻抗：,所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。,外加恒流源时，输出电压最大。,并联支路中的电流可能比总电流大。,支路电流可能大于总电流,电流谐振,品质因素-Q:,Q为支路电流和总电流之比。,并联谐振特性曲线,并联谐振应用举例,替代后，在谐振频率下放大倍数将提高。该种频率的信号得到较好的放大，起到选频作用。,消除噪声,（三）谐振滤波器：,利用谐振进行选频、滤波,提取信号,分析（一）：抑制噪声,消除噪声提取信号,分析（二）：提取信号,谐振滤波器,接收网络,如果，网络应如何设计？,?,思考题：,用上页类似的形式，设计消除噪声、提取信号的电路。,3.8.2网络的频率特性,概念：网络的频率特性是研究正弦交流电路中电压、电流随频率变化的关系（即频域分析）。,传递函数：,（一）低通滤波器,网络的传递函数：,滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分。,低通滤波器的传递函数,相频特性,幅频特性,低通滤波器的频率特性,分贝数定义：,（二）高通滤波器,滤掉输入信号的低频成分，通过高频成分。,高通滤波器的传递函数,高通滤波器的频率特性,幅频特性,相频特性,（三）带通滤波器,RC串并联网络,令：,幅频特性,（四）带阻滤波器,对于变化范围较宽的频率特性，为展宽视野，其特性横坐标改用对数坐标，表示归一化频率；纵坐标用（分贝）表示，便构成波特图。,波特图,用归一化频率表示的低通滤波器传递函数,令：,则：,知：,低通波特图,-20dB/十倍频,相频特性,传递函数,典型的网络函数,低通,高通,带通,带阻,电路举例,滤波器应用举例（之一）,整流滤波,低通,+,D,R,_,滤波器应用举例（之二）,高通,滤波器应用举例（之三）,带通,滤波器应用举例（之四）,工频噪声被去除,带阻,关于滤波器质量的评价,以低通滤波器为例:,希望：通带内尽可能平坦，过渡带尽可能窄。,改进方法举例,正弦交流电路综合举例,例1、移相电路,已知：,解法1,已知：,复数运算,解法2,画相量图,已知：,R,R1,