電子教案電路分析第9章

1、第9章 線性電路在單一頻率激勵下，任一支路上的響應都為同一頻率的正弦量，僅在幅值和相位上有所不同，穩(wěn)態(tài)時可采用相量分析法求得它們響應的幅值及相位。但實際中任何信號都不是單一頻率的正弦量，而是可分解為很多不同頻率正弦量的組合，表示為頻率的函數(shù)。因此有必要研究電路在不同頻率正弦量作用下響應的變化規(guī)律和特點，即研究電路的頻率特性。本章將介紹電路頻率響應及電路頻率選擇性的概念，介紹實際中廣泛應用的選頻濾波網絡，討論RC電路和RLC串、并聯(lián)諧振電路的頻率特性，重點討論RLC串、并聯(lián)諧振電路的工作原理、分析方法及其應用。 頻率響應與諧振電路 9.1 電路的頻率響應 9.2 串聯(lián)諧振電路 9.3 并聯(lián)諧振電

2、路 9.4 耦合諧振電路 9.5 應用 第9章 頻率響應與諧振電路 電子工業(yè)出版社9.1 電路的頻率響應 |H(jw)|稱為電路的幅頻特性響應與激勵的幅值比隨頻率變化的特性j(w) 稱為電路的相頻特性響應與激勵的相位差隨頻率變化的特性電子工業(yè)出版社策動點函數(shù)電子工業(yè)出版社轉移函數(shù)電子工業(yè)出版社RC并聯(lián)電路 相頻特性幅頻特性電子工業(yè)出版社RC串聯(lián)電路電子工業(yè)出版社RC低通濾波網絡電子工業(yè)出版社RC高通濾波網絡式中， ，為有負載時的截止角頻率。電子工業(yè)出版社RC帶通濾波網絡電子工業(yè)出版社RC帶阻濾波網絡電子工業(yè)出版社RC全通網絡電子工業(yè)出版社LC振蕩回路式中， ，為LC回路自由振蕩角頻率，為LC回

3、路的特性阻抗電子工業(yè)出版社有耗LC回路電子工業(yè)出版社品質因數(shù)Q電子工業(yè)出版社9.2 串聯(lián)諧振時，電路發(fā)生諧振電子工業(yè)出版社串聯(lián)諧振電路電壓相量關系電子工業(yè)出版社串聯(lián)諧振曲線電子工業(yè)出版社通頻帶其中：電子工業(yè)出版社例9-1解：由LC回路的自由振蕩角頻率知 ： 收音機輸入電路為如圖所示的LC回路。其中，C為可變電容器，Cmin=7 pF，Cmax=270 pF，C0為微調電容器，L為磁棒天線線圈，我國中波廣播電臺的頻率范圍為5351605 kHz。求可變電容器從Cmin變到Cmax恰能滿足這一波段覆蓋時，L與C0應取何值？電子工業(yè)出版社例9-2 例9-1中，若C=58.4 pF，求此時電路的諧振頻

4、率f0。如果回路品質因數(shù)Q =80，在諧振頻率上有一信號電壓Us = 0.1 mV的信號等效串入回路，求諧振時回路電流I0及電容上的電壓UC。若與此同時還有一頻率為860 kHz、大小為Us =0.2 mV的信號等效串入回路，求此信號在回路中產生的電流I ，該電路的通頻帶Bf 。 解： 諧振頻率 回路等效串聯(lián)損耗電阻諧振時回路電流諧振時電容電壓 UC = QUs = 800.110-3 = 8 mV電子工業(yè)出版社9.3 并聯(lián)諧振電路諧振時電路中各元件上的電流為：當 時，電路發(fā)生諧振。電子工業(yè)出版社并聯(lián)諧振電路電流相量關系電子工業(yè)出版社并聯(lián)諧振電路頻率特性相頻特性:幅頻特性:歸一化:電子工業(yè)出版

5、社例9-3解：諧振回路采用等效并聯(lián)損耗電阻模型 并聯(lián)諧振電路如圖所示，L = 100 mH，C = 100 pF，Q = 50，已知信號源電壓Us = 15 mV，內阻Rs = 25 kW。求電路諧振時的總電流I、回路電流Il、回路兩端電壓U、回路吸收的功率P。 Il = QI = 500.2 10-6 = 10 mA 電子工業(yè)出版社源內阻與負載對諧振的影響電子工業(yè)出版社并聯(lián)諧振電子工業(yè)出版社例9-4 并聯(lián)諧振電路如圖9-22(a)所示，L = 100 mH，C=100 pF，Q0=50，已知信號源電壓Us=15 mV，內阻Rs=25 kW，負載RL=50 kW。求電路諧振時的總電流I、負載兩

6、端電壓U及回路有載Q值。 解：諧振回路采用等效并聯(lián)損耗電阻模型電子工業(yè)出版社雙電感并聯(lián)諧振電路接入系數(shù):諧振角頻率:電子工業(yè)出版社雙電容并聯(lián)諧振電路諧振角頻率:接入系數(shù):電子工業(yè)出版社諧振時電阻的等效電子工業(yè)出版社諧振時電源的等效電子工業(yè)出版社例9-5 某諧振電路如圖所示，LC回路的Q0=100，C1=100 pF，L=100 mH，在線匝的1/5處抽頭接信號源，線匝間為全耦合，信號源電壓Us = 4 V，信號角頻率w = 107 rad/s，內阻Rs = 4 kW，負載RL=2 kW。求回路調諧于信號頻率時，為使負載RL獲得最大功率，求C2、C0，以及負載RL所獲得的最大功率Pmax。 電子

7、工業(yè)出版社r = Q0 = Q0w 0L= 10010710010-6 = 100 k 解: 諧振回路采用等效并聯(lián)損耗電阻模型，如圖(b)所示將Is、Rs折算到回路內，如圖9-27(c)所示。有RL與r并聯(lián)，如圖 (d)所示。有Rs= Rs /r = 100/100 =50 kW RL = Rs =50 kW時，RL獲得的最大功率為電子工業(yè)出版社續(xù)解:電容接入系數(shù)解得 C2 = 400 pF又因為所以電子工業(yè)出版社元件損耗對諧振頻率的影響電感線圈的品質因數(shù)電子工業(yè)出版社電容器的品質因數(shù)電子工業(yè)出版社實際LC回路串聯(lián)諧振電路模型實際LC回路串聯(lián)諧振角頻率等效串聯(lián)電容電子工業(yè)出版社實際LC回路并聯(lián)諧振電路模型實際LC回路并聯(lián)諧振角頻率為等效并聯(lián)電感電子工業(yè)出版社9.4 耦合諧振電路電子工業(yè)出版社互感耦合次級