单向正弦电路的频率特性课件

2.4正弦交流电路的频率特性2.4.1谐振现象2.4.2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。谐振串联谐振：L

与C

串联时

u、i同相并联谐振：L

与C

并联时

u、i同相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：2.4.1谐振现象（一）串联谐振串联谐振的条件RLC串联谐振电路、同相若令：则：谐振串联谐振的条件是：

已知图示正弦电流电路输入电压u=14.14sinωtV。发生谐振时，电压表V2、V3的读数均为20V，则电压表V1的读数为（10）V。uRLCV1V2V3串联谐振的特点U、I同相当时当电源电压一定时：UC、UL将大于电源电压U注：串联谐振也被称为电压谐振当时，谐振时：、串联谐振特性曲线I谐振电流谐振频率下限截止频率上限截止频率通频带关于谐振曲线的讨论(a)不变，变化。(b)不变，变化。(c)不变，变化。不变，谐振曲线讨论（之一）结论：R的变化引起变化

R愈大愈小（选择性差）

R愈小愈大（选择性好）R小R大不变，变化。（1）不变

即LC不变R改变改变（2）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。分析：不变，不变（LC）、R不变，如何改变或？可以证明：可见与Q相关。不变，变化。不变，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接收天线与C：组成谐振电路将选择的信号送接收电路已知：解：如果要收听节目，C应配多大？问题（一）：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？已知：解答：所希望的信号被放大了64倍。（二）并联谐振当时领先于(容性)谐振当时理想情况：纯电感和纯电容并联。当时落后于(感性)非理想情况下的并联谐振同相时则谐振虚部实部则、同相虚部=0。谐振条件：非理想情况下并联谐振条件由上式虚部并联谐振频率得：或当时总阻抗：得：代入并联谐振电路总阻抗的大小谐振时虚部为零,即:什么性质?并联谐振电路总阻抗：当时所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。则若品质因素--Q:Q为支路电流和总电流之比。当时,并联谐振特性曲线容性感性思考为什么？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、滤波令滤波器工作在噪声频率下，即可消除噪声。---信号源---噪声源已知：接收网络谐振滤波器提取信号接收网络谐振滤波器令滤波器工作在频率下，信号即可顺利地到达接收网络。---信号源---噪声源已知：分析（一）：抑制噪声信号被滤掉了令：消除噪声提取信号接收网络谐振滤波器分析（二）：提取信号接收网络谐振滤波器则信号全部降落在接收网络上。若在下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。3.4.2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）。网络传递函数：（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---幅频特性：输出与输入有效值之比与频率的关系。其中：相频特性：输出与输入相位差与频率的关系。---相频特性幅频特性低通滤波器的频率特性100~：带宽：截止频率分贝数定义：半功率点：当时，幅频特性上时，叫3分贝点或半功率点。1三分贝点（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1（三）带通滤波器RC串并联网络RRRCRC令：则：幅频特性（四）带阻滤波器双T网络RRR2CC2C11/10110100

…...-1012…...0.0010.010.10.707110100-60-40-20-302040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/十倍频幅频特性（分贝）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+DCR_滤波器应用举例（之二）高通uAuBABABRL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。通带阻带过渡带3分贝点改进方法举例（二阶电路）（一阶电路）（有源滤波器）-+正弦交流电路综合举例例1、移相电路RR1RC已知：当R1由0变化时，的有效值不变，和之间的相位差由变化180o

0o证明：解法1已知：复数运算RR1RC解：当：R1=0时=180ºR1=时=0°解法2画相量图已知：当：R1=0时=180°R1=时=0°（2）的幅度为圆的半径，其值为（1）RR1RC例2、选频电路LC1C2R已知：若使解：LC1C2R已知：被滤掉代