第十二章電路的頻率特性

1、第十二章第十二章 電路的頻率特性電路的頻率特性本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：1 1、掌握網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的概念和求法。掌握網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的概念和求法。2 2、掌握串、并聯(lián)諧振電路的特性及品質(zhì)因數(shù)的概念掌握串、并聯(lián)諧振電路的特性及品質(zhì)因數(shù)的概念。3 3、復(fù)雜并聯(lián)諧振電路的分析。、復(fù)雜并聯(lián)諧振電路的分析。12121 1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)一、一、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) 定義：響應(yīng)定義：響應(yīng)（輸出）（輸出）相量對(duì)激勵(lì)相量對(duì)激勵(lì)（輸入）（輸入）相量的比相量的比值稱為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)值稱為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，用，用H（j ）表示。）表示。 )()()()()jejHjFjYjH輸入相量輸出相量（ H(j )一般情況下是復(fù)函數(shù)。一般情況下是復(fù)函數(shù)。|H(

2、j )|：模：模(幅度幅度)； ( )：幅角。：幅角。SURCCU例：電路如圖，輸出為例：電路如圖，輸出為電容電壓，求電容電壓，求H（j ） |H(j )|隨隨 變化的曲線稱為幅頻特性曲線，簡(jiǎn)稱變化的曲線稱為幅頻特性曲線，簡(jiǎn)稱為幅頻特性；為幅頻特性； ( )隨隨 變化的曲線稱為相頻特性曲線。變化的曲線稱為相頻特性曲線。12121 1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)二、二、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的分類：網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的分類： 按響應(yīng)和激勵(lì)是否在同一端口，分為兩大類。按響應(yīng)和激勵(lì)是否在同一端口，分為兩大類。 1 1、在同一端口：在同一端口： 策動(dòng)點(diǎn)函數(shù)（阻抗、導(dǎo)納）策動(dòng)點(diǎn)函數(shù)（阻抗、導(dǎo)納） 如：輸入端如：輸入端策動(dòng)點(diǎn)策動(dòng)點(diǎn)阻抗為：

3、阻抗為：N1I+1U2I+2U 2 2、不在同一端：轉(zhuǎn)移函數(shù)不在同一端：轉(zhuǎn)移函數(shù) （1 1）、電壓傳輸函數(shù)）、電壓傳輸函數(shù)Kv Kv （2 2）、電流傳輸函數(shù)）、電流傳輸函數(shù)K KI I （3 3）、轉(zhuǎn)移阻抗）、轉(zhuǎn)移阻抗Z ZT T （4 4）、轉(zhuǎn)移導(dǎo)納）、轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y YT T IU) jZ111(輸入端輸入端策動(dòng)點(diǎn)策動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納為：導(dǎo)納為： UI) jY111(12UUKV12IUZT12121 1 網(wǎng)絡(luò)函數(shù)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)三、三、H H（jj）的求法：）的求法： 用網(wǎng)絡(luò)分析的任一種方法，求響應(yīng)相量與激勵(lì)相用網(wǎng)絡(luò)分析的任一種方法，求響應(yīng)相量與激勵(lì)相量的比即可。量的比即可。1、求、求iUUjH0)(2、求

4、入端策動(dòng)點(diǎn)阻抗、求入端策動(dòng)點(diǎn)阻抗RRCC+iU+0U1/3 H1/3 F2 L1L2CRi(t)+u(t)H6512122 2 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單RCRC電路的頻率特性電路的頻率特性 純電阻網(wǎng)絡(luò)不存在頻率特性問(wèn)題，動(dòng)態(tài)電路則有頻率純電阻網(wǎng)絡(luò)不存在頻率特性問(wèn)題，動(dòng)態(tài)電路則有頻率響應(yīng)問(wèn)題。響應(yīng)問(wèn)題。一、一、RCRC串聯(lián)電路串聯(lián)電路 1 1、RCRC低通濾波器低通濾波器 RC+1U+2U1I|H(j )| 0121 0 01/ RC，稱為半功率頻率點(diǎn)，也稱為截止頻率。，稱為半功率頻率點(diǎn)，也稱為截止頻率。工程上，將工程上，將0 0的頻率范圍稱為通頻帶。的頻率范圍稱為通頻帶。 ( ) Q1Q越大，曲線越尖銳，越大

5、，曲線越尖銳，通頻帶越窄，選擇性越通頻帶越窄，選擇性越好；好；Q越小，通頻帶越越小，通頻帶越寬，選擇性越差。寬，選擇性越差。四、通頻帶：四、通頻帶：B 2 1QfLRB0f0B Q ，12124 4 串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路五、信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)諧振回路的影響：五、信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)諧振回路的影響： 串聯(lián)諧振只適用于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載都較小的情串聯(lián)諧振只適用于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載都較小的情況況, 對(duì)于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載都很大時(shí)，用并聯(lián)諧振對(duì)于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載都很大時(shí)，用并聯(lián)諧振較合適。較合適。RRLRSusCL空載時(shí)：空載時(shí)：RL 0 Q有載時(shí)：有載時(shí)：RL 0 QR= RSRLRQ10）：）

6、： L=L，r=Q2R=L/RC小結(jié)：高小結(jié)：高Q時(shí)有：時(shí)有：L=L； QRCLRQrZ20LC1 0rrCr00 L Q QfBW0f0B Q ，三、三、內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路的影響內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路的影響CLrrLrsisCLrisrr，有載時(shí)的，有載時(shí)的Q空載空載Q。所以并聯(lián)諧振電路適。所以并聯(lián)諧振電路適用于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載都很大的情況。用于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載都很大的情況。例例1：電感線圈的：電感線圈的R15 ，L0.25mH，與，與 C并聯(lián)，并聯(lián)，C85pF. 求求 0 、 Z0 、Q。LR_0UC0I0Ic0IL100K _v10sU例例2：回路：回路Q100，C100pF，L100 H，電，

7、電路諧。求路諧。求 0 、I0 、 IL0 、 Ic0 、U0及回路吸收的及回路吸收的P 12126 6 復(fù)雜并聯(lián)諧振電路復(fù)雜并聯(lián)諧振電路雙電容和雙電感電路的特點(diǎn)：雙電容和雙電感電路的特點(diǎn)： 1、在不改變諧振頻率和空載、在不改變諧振頻率和空載Q的情況下，可改變的情況下，可改變諧振阻抗的大小，以便于更好地同信號(hào)源和負(fù)載相匹配。諧振阻抗的大小，以便于更好地同信號(hào)源和負(fù)載相匹配。 2、提升信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載，使有載、提升信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載，使有載Q不至于下降不至于下降過(guò)多。過(guò)多。 3、有串聯(lián)支路，可用串聯(lián)諧振將某一頻率濾除、有串聯(lián)支路，可用串聯(lián)諧振將某一頻率濾除 分析復(fù)雜并聯(lián)諧振電路的前提條件：分析復(fù)雜

8、并聯(lián)諧振電路的前提條件： 回路回路Q較高，（一般要求較高，（一般要求Q 10 ）。）。 回路對(duì)電源頻率諧振?；芈穼?duì)電源頻率諧振。一、復(fù)雜并聯(lián)諧振回路的諧振條件的諧振頻率一、復(fù)雜并聯(lián)諧振回路的諧振條件的諧振頻率.MsIL2L1C+_UabsIabC2C1L+_U雙電感電路雙電感電路雙電容電路雙電容電路X1X2R1R2ab1、諧振條件、諧振條件:X10=X20諧振時(shí)：諧振時(shí)：21210220212102122022101)(RRXZXRRXRRXRXRYioio2、諧振頻率：、諧振頻率：對(duì)雙電感對(duì)雙電感: L L1L22M ，無(wú)耦合時(shí)，無(wú)耦合時(shí): L L1L2 對(duì)雙電容：對(duì)雙電容：LC1 02121CCCCCL、C應(yīng)理解為回路總電感量及總電容量。應(yīng)理解為回路總電感量及總電容量。二、復(fù)雜并聯(lián)諧振電路的諧振阻抗二、復(fù)雜并聯(lián)諧振電路的諧振阻抗 1、接入系數(shù)、接入系數(shù)m：m 1，m=1時(shí)為簡(jiǎn)單并聯(lián)諧振電路。時(shí)為簡(jiǎn)單并聯(lián)諧振電路。接外電路部分電抗接外電路部分電抗同一性質(zhì)的總電抗同一性質(zhì)的總電抗m=U1U對(duì)雙電感：對(duì)雙電感：對(duì)雙電容：對(duì)雙電容：NNLMLMLLMLmL112112212CCCmC2、諧振阻抗：設(shè)、諧振阻抗：設(shè)Z0為簡(jiǎn)單并聯(lián)諧振電路的諧振阻抗為簡(jiǎn)單并聯(lián)諧振電路的諧振阻抗 Z0p為復(fù)雜并聯(lián)諧振電路的諧振