《電路基礎(chǔ)》課件-電路教案第5章

第五章電路頻率響應(yīng)和諧振現(xiàn)象

5.1網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性例1

如圖正弦穩(wěn)態(tài)電路，R=1kΩ，C=1μF，當(dāng)uS(t)=10cos(103t)V時，電壓uC(t)=?當(dāng)uS(t)=10cos(2×103t)V時，電壓uC(t)=?解利用分壓公式一、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)第五章電路頻率響應(yīng)和諧振現(xiàn)象當(dāng)uS(t)=10cos(103t)V時，uC(t)=7.07cos(103t-45°)V當(dāng)uS(t)=10cos(2×103t)V時，uC(t)=4.47cos(2×103t–63.4°)V這種電路的響應(yīng)隨激勵頻率而變化的特性稱為電路的頻率特性。通常用正弦穩(wěn)態(tài)電路的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)(Networkfunction)描述。第五章電路頻率響應(yīng)和諧振現(xiàn)象網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的定義：如前例，網(wǎng)絡(luò)函數(shù)一般是ω的復(fù)函數(shù)，可寫為其中，|H(jω)|稱為電路的幅頻特性(amplituderesponse)，

θ(ω)稱為相頻特性(phaseresponse)，合稱電路的頻率特性(頻率響應(yīng)）。第五章電路頻率響應(yīng)和諧振現(xiàn)象對前例，

通常將|H(jω)|/Hmax>0.707的頻率范圍稱為該電路的通帶；而將|H(jω)|/Hmax<0.707的頻率范圍稱為止帶或阻帶；二者的邊界角頻率ωC稱為截止角頻率。當(dāng)ω=ωC時，電路的輸出功率是最大功率的一半，故ωC也稱半功率點頻率。

5.2一階電路和二階電路的頻率響應(yīng)

一階電路和二階電路是常用的兩類重要電路。它通常是構(gòu)成高階電路的基本單元模塊。一、一階電路

一階電路按頻率響應(yīng)可分為：低通、高通和全通三種類型，其網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的典型形式為

5.2一階電路和二階電路的頻率響應(yīng)

二階電路網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的典型形式為二、二階電路

5.3串聯(lián)諧振電路一、電路諧振的概念定義：一個二端無源動態(tài)電路N，若調(diào)整電路參數(shù)或電源的頻率后使其阻抗為純電阻，則稱該電路發(fā)生了諧振。二、串聯(lián)諧振如圖rLC串聯(lián)電路，rLC已知，其總阻抗=r+jX

5.3串聯(lián)諧振電路

隨著頻率的變化，阻抗的虛部將隨之變化，當(dāng)電源頻率ω改變到某值ω0時會使X=0，則稱此時電路發(fā)生了串聯(lián)諧振。ω0稱為諧振角頻率。顯然串聯(lián)諧振角頻率僅與自身參數(shù)有關(guān)

5.3串聯(lián)諧振電路三、串聯(lián)諧振電路的幾個屬性參數(shù)諧振角頻率：特性阻抗：電路諧振時電路的感抗和容抗在數(shù)值上相等品質(zhì)因數(shù)：電路的特性阻抗與回路的電阻的比值

5.3串聯(lián)諧振電路四、諧振電路品質(zhì)因數(shù)的物理意義對電感線圈(電路模型如圖)，通過的電流為電感的儲能其最大儲能為LI2一周期內(nèi)線圈電阻r的耗能為I2rT，故

5.3串聯(lián)諧振電路電容器雷同：故諧振電路諧振時的品質(zhì)因數(shù)

5.3串聯(lián)諧振電路五、串聯(lián)諧振特點阻抗的模值最小。電流與電源電壓同相，電流模值最大。

5.3串聯(lián)諧振電路六、頻率響應(yīng)

諧振電路主要是利用它對頻率的選擇性。圖示電路，以電流為響應(yīng)，則網(wǎng)絡(luò)函數(shù)為顯然，它是一個帶通函數(shù)。

幅頻特性，如圖。串聯(lián)諧振電路的通頻帶為

5.4并聯(lián)諧振電路一、GCL并聯(lián)諧振圖示并聯(lián)GCL電路與前面rLC串聯(lián)電路為對偶電路。結(jié)論可以對偶推出。并聯(lián)電路總導(dǎo)納為當(dāng)電納B=0時，并聯(lián)電路兩端電壓與激勵同相，稱發(fā)生并聯(lián)諧振。

5.4并聯(lián)諧振電路特性阻抗品質(zhì)因數(shù)（根據(jù)電容器）通頻帶并聯(lián)諧振電路的幾個屬性參數(shù)

5.4并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振的特點導(dǎo)納的模值最小阻抗的模值最大端電壓與電流源電流同相，端電