正弦稳态网络函数.ppt

1、第12章网络功能和频率特性。前两章讨论了给定正弦激励频率时动态电路的正弦稳态响应。本章讨论了正弦激励频率变化时动态电路的特征频率特性。因此，首先介绍正弦稳态条件下的网络函数。然后利用网络函数研究了几种典型RC电路的频率特性。最后，介绍了谐振电路及其频率特性。动态电路的频率特性在电子和通信工程中得到了广泛的应用，经常被用来实现滤波、选频和移相等功能。1.网络功能的定义和分类。输入(激励)是独立的电压源或独立的电流源，输出(响应)是感兴趣的特定电压或电流。在单一正弦激励下，动态电路的正弦稳态响应(输出)相量与激励(输入)相量之比称为正弦稳态网络函数，记录为H(j)，即和称为驱动点阻抗。如果输入和输

2、出属于同一个端口，则称为驱动点函数或驱动点函数。以图示的双端口网络为例，称为驱动点导纳。如果输入和输出属于不同的端口，则称为传递函数。和称为传输阻抗。称为转移导纳。和称为转移电压比。和称为转移电流比。图12-1。2.网络函数的计算方法。正弦稳态电路的网络函数是两个多项式作为变量的比值，它取决于网络的结构和参数，与输入的大小无关。在已知网络相量模型的情况下，计算网络函数的基本方法是外部供电法：在输入端增加一个电压源或电流源，利用正弦稳态分析的任何方法得到输出相量的表达式，然后将输出相量与输入相量进行比较，得到相应的网络函数。对于由两端组成的阻抗串并联网络，阻抗串并联公式也可用于计算驱动点阻抗和导

3、纳，分压分流公式可用于计算传递函数。当图12-2(a)所示网络的负载端开路时，示例12-1试图找到驱动点阻抗和传输阻抗。图12-2，解决方案：首先绘制网络的相量模型，如图12-2(b)所示。驱动点的阻抗通过使用阻抗串并联公式获得，然后读者注意到频率作为变量出现在网络函数中。为了传递阻抗，可以应用外部电流源，表达式，图12-2，解决方案：首先绘制相量模型，如图(b)所示。添加一个电压源，列出结方程：并求解它。示例12-2试图找到图12-3(a)所示网络的传输电压比。图12-3，其中，3。用网络函数计算输出电压和电流，网络函数H(j)是输出相量与输入相量之比，H(j)反映输出正弦波幅值和相位与输入

4、正弦波幅值和相位之间的关系。给定任意频率的输入正弦波，在已知网络函数的条件下，可以直接得到输出正弦波。例如，给定某个电路的传输电压比，等式(124)表示输出电压u2(t)的幅度是输入电压u1(t)的幅度的|H(j)|倍，也就是说，等式(125)表示输出电压u2(t)的相位超前于输入电压u1(t)的相位，也就是说，如果u1(t)是已知的，当电路的输入是非正弦波形时，每个谐波分量的瞬时值可以通过使用网络函数来计算，然后输出电压的波形或示例12-3的电路如图12-3所示。众所周知，如果(1)=103 rad/s和(2)=104 rad/s，请尝试找到输出电压u2(t)。解决方案：该电路的传输电压如公

5、式(12-2)所示。通过代入R、C和gm的值，如图12-3所示，(1)=103拉德/秒，(2)=104拉德/秒，(2)=104拉德/秒，实际电路的网络函数可以通过实验获得。将正弦波信号发生器连接到被测网络的输入端4.网络函数的频率特性一般来说，网络函数的振幅|H(j)|和相位()是频率的函数。振幅或相位可以作为纵坐标，可以画出以频率为横坐标的幅频特性曲线和相频特性曲线。从幅频特性曲线和相频特性曲线可以直观地看出，网络对于不同频率的正弦波具有不同的特性，这在电子和通信工程中得到了广泛的应用。网络函数是一个复数，用极坐标表示，如图12-3和图123所示。电路的幅频和相频特性曲线如图(a)和(b)所示。图12-4，图12-4，这些曲线的横坐标是用对数标度绘制的。从幅频特性曲线可以看出，网络衰减频率较高的正弦信号，而频率较低的正弦信号可以平滑通过。这种特性称为低通滤波特性。从相频特性可以看出，网络对输入正弦信号有相移效应，相移范围为0 90。AC2可以画出频率特性曲线。