第十二章电路频率特性

1、第十二章第十二章 电路的频率特性电路的频率特性本章重点：本章重点：1 1、掌握网络函数的概念和求法。、掌握网络函数的概念和求法。2 2、掌握串、并联谐振电路的特性及品质因数的概念、掌握串、并联谐振电路的特性及品质因数的概念。3 3、复杂并联谐振电路的分析。、复杂并联谐振电路的分析。12121 1 网络函数网络函数一、网络函数一、网络函数 定义：响应（输出）相量对激励（定义：响应（输出）相量对激励（输入）相量的比输入）相量的比值称为网络函数，用值称为网络函数，用H（j ）表示。）表示。 )()()()()jejHjFjYjH输入相量输出相量（ H(j )一般情况下是复函数。一般情况下是复函数。|

2、H(j )|：模：模(幅度幅度)； ( )：幅角。：幅角。SURCCU例：电路如图，输出为例：电路如图，输出为电容电压，求电容电压，求H（j ） |H(j )|随随 变化的曲线称为幅频特性曲线，简称变化的曲线称为幅频特性曲线，简称为幅频特性；为幅频特性； ( )随随 变化的曲线称为相频特性曲线。变化的曲线称为相频特性曲线。12121 1 网络函数网络函数二、网络函数的分类：二、网络函数的分类： 按响应和激励是否在同一端口，分为两大类。按响应和激励是否在同一端口，分为两大类。 1 1、在同一端口：、在同一端口： 策动点函数（阻抗、导纳）策动点函数（阻抗、导纳） 如：输入端策动点阻抗为：如：输入端

3、策动点阻抗为：N1I+1U2I+2U 2 2、不在同一端：转移函数、不在同一端：转移函数 （1 1）、电压传输函数）、电压传输函数Kv Kv （2 2）、电流传输函数）、电流传输函数K KI I （3 3）、转移阻抗）、转移阻抗Z ZT T （4 4）、转移导纳）、转移导纳Y YT T IU) jZ111(输入端策动点导纳为：输入端策动点导纳为： UI) jY111(12UUKV12IUZT12121 1 网络函数网络函数三、三、H H（jj）的求法：）的求法： 用网络分析的任一种方法，求响应相量与激励相用网络分析的任一种方法，求响应相量与激励相量的比即可。量的比即可。1、求、求iUUjH0)

4、(2、求入端策动点阻抗、求入端策动点阻抗RRCC+iU+0U1/3 H1/3 F2 L1L2CRi(t)+u(t)H6512122 2 简单简单RCRC电路的频率特性电路的频率特性 纯电阻网络不存在频率特性问题，动态电路则有频率纯电阻网络不存在频率特性问题，动态电路则有频率响应问题。响应问题。一、一、RCRC串联电路串联电路 1 1、RCRC低通滤波器低通滤波器 RC+1U+2U1I|H(j )| 0121 0 01/ RC，称为半功率频率点，也称为截止频率。，称为半功率频率点，也称为截止频率。工程上，将工程上，将0 0的频率范围称为通频带。的频率范围称为通频带。 ( ) Q1Q越大，曲线越尖

5、锐，越大，曲线越尖锐，通频带越窄，选择性越通频带越窄，选择性越好；好；Q越小，通频带越越小，通频带越宽，选择性越差。宽，选择性越差。四、通频带：四、通频带：B 2 1QfLRB0f0B Q ，12124 4 串联谐振电路串联谐振电路五、信号源内阻和负载电阻对谐振回路的影响：五、信号源内阻和负载电阻对谐振回路的影响： 串联谐振只适用于信号源内阻和负载都较小的情串联谐振只适用于信号源内阻和负载都较小的情况况, 对于信号源内阻和负载都很大时，用并联谐振对于信号源内阻和负载都很大时，用并联谐振较合适。较合适。RRLRSusCL空载时：空载时：RL 0 Q有载时：有载时：RL 0 QR= RSRLRQ1

6、0）：）： L=L，r=Q2R=L/RC小结：高小结：高Q时有：时有：L=L； QRCLRQrZ20LC1 0rrCr00 L Q QfBW0f0B Q ，三、内阻和负载对回路的影响三、内阻和负载对回路的影响CLrrLrsisCLrisrr，有载时的，有载时的Q空载空载Q。所以并联谐振电路适。所以并联谐振电路适用于信号源内阻和负载都很大的情况。用于信号源内阻和负载都很大的情况。例例1：电感线圈的：电感线圈的R15 ，L0.25mH，与，与 C并联，并联，C85pF. 求求 0 、 Z0 、Q。LR_0UC0I0Ic0IL100K _v10sU例例2：回路：回路Q100，C100pF，L100

7、H，电，电路谐。求路谐。求 0 、I0 、 IL0 、 Ic0 、U0及回路吸收的及回路吸收的P 12126 6 复杂并联谐振电路复杂并联谐振电路双电容和双电感电路的特点：双电容和双电感电路的特点： 1、在不改变谐振频率和空载、在不改变谐振频率和空载Q的情况下，可改变的情况下，可改变谐振阻抗的大小，以便于更好地同信号源和负载相匹配。谐振阻抗的大小，以便于更好地同信号源和负载相匹配。 2、提升信号源内阻和负载，使有载、提升信号源内阻和负载，使有载Q不至于下降不至于下降过多。过多。 3、有串联支路，可用串联谐振将某一频率滤除、有串联支路，可用串联谐振将某一频率滤除 分析复杂并联谐振电路的前提条件：

8、分析复杂并联谐振电路的前提条件： 回路回路Q较高，（一般要求较高，（一般要求Q 10 ）。）。 回路对电源频率谐振。回路对电源频率谐振。一、复杂并联谐振回路的谐振条件的谐振频率一、复杂并联谐振回路的谐振条件的谐振频率.MsIL2L1C+_UabsIabC2C1L+_U双电感电路双电感电路双电容电路双电容电路X1X2R1R2ab1、谐振条件、谐振条件:X10=X20谐振时：谐振时：21210220212102122022101)(RRXZXRRXRRXRXRYioio2、谐振频率：、谐振频率：对双电感对双电感: L L1L22M ，无耦合时，无耦合时: L L1L2 对双电容：对双电容：LC1 02121CCCCCL、C应理解为回路总电感量及总电容量。应理解为回路总电感量及总电容量。二、复杂并联谐振电路的谐振阻抗二、复杂并联谐振电路的谐振阻抗 1、接入系数、接入系数m：m 1，m=1时为简单并联谐振电路。时为简单并联谐振电路。接外电路部分电抗接外电路部分电抗同一性质的总电抗同一性质的总电抗m=U1U对双电感：对双电感：对双电容：对双电容：NNLMLMLLMLmL112112212CCCmC2、谐振阻抗：设、谐振阻抗：设Z0为简单并联谐振电路的谐振阻抗为简单并联谐振电路的谐振阻抗 Z0p为复杂并联谐振电路的谐