第十一電路的頻率響應(yīng)演示文稿

第十一電路的頻率響應(yīng)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有25頁\編輯于星期一優(yōu)選第十一電路的頻率響應(yīng)現(xiàn)在是2頁\一共有25頁\編輯于星期一難點(diǎn)頻率響應(yīng)。學(xué)時(shí)數(shù)講課5學(xué)時(shí)?，F(xiàn)在是3頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-1網(wǎng)絡(luò)函數(shù)

頻率響應(yīng)：電路和系統(tǒng)的工作狀態(tài)跟隨頻率而變化的現(xiàn)象。

網(wǎng)絡(luò)函數(shù)：輸入變量和輸出變量之間建立的函數(shù)關(guān)系，用來描述電路的頻率特性。正弦穩(wěn)態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)函數(shù)定義為現(xiàn)在是4頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-1網(wǎng)絡(luò)函數(shù)為輸出端口k的響應(yīng)，為電壓相量或電流相量。為輸入端口j的激勵，為電壓源相量或電流源相量。當(dāng)k=j時(shí)(同一端口)，網(wǎng)絡(luò)函數(shù)稱為驅(qū)動點(diǎn)阻抗

或?qū)Ъ{。當(dāng)k≠j時(shí)(不同端口)，網(wǎng)絡(luò)函數(shù)稱為轉(zhuǎn)移函數(shù)。轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移電流轉(zhuǎn)移電壓現(xiàn)在是5頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-1網(wǎng)絡(luò)函數(shù)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的頻率特性分為：幅頻特性：模值即兩個(gè)正弦量的有效值(或振幅)的比值與頻率的關(guān)系。相頻特性：兩個(gè)同頻正弦量的相位差與頻率的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)曲線包括幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)曲線。網(wǎng)絡(luò)函數(shù)不僅與電路的結(jié)構(gòu)、參數(shù)值有關(guān)，還與輸入、輸出變量的類型及端口對的相互位置有關(guān)?，F(xiàn)在是6頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-1網(wǎng)絡(luò)函數(shù)例11-1

求圖示電路的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)和。+-+-解：現(xiàn)在是7頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯(lián)電路的諧振一、頻率響應(yīng)曲線OωRLC+-頻率特性為現(xiàn)在是8頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯(lián)電路的諧振二、串聯(lián)諧振的特征⒈串聯(lián)諧振的定義含有L、C的串聯(lián)電路中，端電壓與電流同相，即，則電路發(fā)生串聯(lián)諧振。⒉串聯(lián)諧振的條件⒊串聯(lián)諧振(角)頻率現(xiàn)在是9頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯(lián)電路的諧振

(或)稱為電路的固有頻率，它僅與電路中L、C有關(guān)，與電阻R無關(guān)。如果電路中L、C可調(diào)，改變電路的固有頻率，則RLC串聯(lián)電路就具有選擇任一頻率諧振(調(diào)諧)，或避開某一頻率諧振(失諧)的性能，也可以利用串聯(lián)諧振現(xiàn)象，判別輸入信號的頻率。⒋串聯(lián)諧振阻抗最小，電流最大Oωω0I0該極大值又稱為諧振峰現(xiàn)在是10頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯(lián)電路的諧振⒌串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振⒍品質(zhì)因數(shù)Q當(dāng)Q>1時(shí)，在高電壓的電路系統(tǒng)中出現(xiàn)的過電壓可能危及系統(tǒng)的安全，須加以防范；在低電壓的電路系統(tǒng)中，則要利用過電壓獲得較大的輸入信號。電阻R獲最大電壓現(xiàn)在是11頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯(lián)電路的諧振⒎電路吸收的無功功率為零⒏儲存的電磁能的總和為一常數(shù)現(xiàn)在是12頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯(lián)電路的諧振例11-2

圖示電路，時(shí)，電流I=0.1A。求正弦電壓源uS的頻率ω和電壓UC、UL以及電路的Q值。RLC+-解：現(xiàn)在是13頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-3RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)一、以電阻電壓作為輸出變量的頻率特性所有的RLC電路都在處諧振，都在同一個(gè)相對尺度下來比較相互頻率特性的差異，這一共同的尺度也表示各諧振電路的偏離諧振點(diǎn)的程度。現(xiàn)在是14頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-3RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)幅頻特性相頻特性頻率響應(yīng)為上述關(guān)系可用于不同的RLC串聯(lián)諧振電路，它們在同一個(gè)坐標(biāo)(η)下，根據(jù)Q取值不同，曲線將僅與Q值有關(guān)。現(xiàn)在是15頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-3RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)O11⑵⑴Q1>Q2BW⑴BW⑵⑴只有在諧振點(diǎn)附近的頻域內(nèi)，即，才有較大的輸出幅度，電路的這種性能稱為選擇性。⑵當(dāng)信號的頻率偏離諧振頻率()后，輸出信號的幅度逐漸下降，表明電路對非諧振頻率的信號有抑制能力。電路選擇性的優(yōu)劣取決于對非諧振頻率的輸入信號的抑制能力。Q值大，曲線在諧振點(diǎn)附近的形狀尖銳，當(dāng)稍微偏離諧振頻率，輸出就急劇下降，說明對非諧振頻率的輸入具有較強(qiáng)的抑制能力，選擇性能好。Q值小，在諧振頻率附近曲線頂部形狀平緩，選擇性差。現(xiàn)在是16頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-4RLC并聯(lián)諧振電路+-⒈并聯(lián)諧振的定義含有L、C的并聯(lián)電路中，端電壓與電流同相，即，則電路發(fā)生并聯(lián)諧振。⒉并聯(lián)諧振的條件一、RLC并聯(lián)電路⒊并聯(lián)諧振(角)頻率現(xiàn)在是17頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-4RLC并聯(lián)諧振電路

(或)稱為電路的固有頻率，它僅與電路中L、C有關(guān)，與電阻R無關(guān)。⒋并聯(lián)諧振導(dǎo)納最小，端電壓最大⒌并聯(lián)諧振又稱為電流諧振現(xiàn)在是18頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-4RLC并聯(lián)諧振電路⒍品質(zhì)因數(shù)Q若Q>>1，則并聯(lián)諧振時(shí)在電感和電容中會出現(xiàn)過電流。⒎電路吸收的無功功率為零⒏儲存的電磁能的總和為一常數(shù)并聯(lián)諧振時(shí)，電感的磁場能量和電容的電場能量彼此相互交換，完全補(bǔ)償。現(xiàn)在是19頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-4RLC并聯(lián)諧振電路二、工程中的常用RLC并聯(lián)電路+-只有當(dāng)，即時(shí)，才是實(shí)數(shù)，因此時(shí)，電路不會發(fā)生諧振。現(xiàn)在是20頁\一共有25頁\編輯于星期一諧振時(shí)的輸入導(dǎo)納§11-4RLC并聯(lián)諧振電路可以證明，該電路發(fā)生諧振時(shí)的輸入導(dǎo)納不是最小值，因此諧振時(shí)的端電壓不是最大值。該電路只有當(dāng)時(shí)，其諧振時(shí)的特點(diǎn)才與RLC并聯(lián)諧振的特點(diǎn)接近。若電感線圈的阻抗角很大，諧振時(shí)有過電流出現(xiàn)在電感支路和電容中?，F(xiàn)在是21頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-5波特圖工程上常采用對數(shù)坐標(biāo)繪制頻響曲線，這樣做可以在不同頻域內(nèi)用直線近似代替曲線，使曲線局部直線化，整個(gè)曲線折線化，從而使頻響曲線變得易于描繪。這種用對數(shù)坐標(biāo)描繪的頻率響應(yīng)圖稱為頻響波特圖。取其對數(shù)得現(xiàn)在是22頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-5波特圖其實(shí)部為的對數(shù)模，虛部為的相移函數(shù)，均是的實(shí)函數(shù)。用對數(shù)坐標(biāo)作圖時(shí)，須作兩個(gè)圖：幅頻波特圖：對數(shù)模與對數(shù)頻率的關(guān)系圖形。用分貝(dB)表示對數(shù)模，即相頻波特圖：相移與對數(shù)頻率的關(guān)系圖形?，F(xiàn)在是23頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-6濾波器簡介工程上根據(jù)輸出端口對信號頻率范圍的要求，設(shè)計(jì)專門的網(wǎng)絡(luò)，置于輸入-輸出端口之間，使輸出端口所需要的頻率分量能夠順利通過，而抑制不需要的頻率分量，這種具有選頻功能的中間網(wǎng)絡(luò)稱為濾波器。通帶：希望保留的頻率范圍。阻帶：希望抑制的頻率范圍。根據(jù)通帶和阻帶在頻率范圍中的相對位置，濾