第6章-电路的频率响应和谐振现象.ppt

6.1 频率响应和网络函数 6.2 串联谐振电路 6.3 并联谐振电路 6.4 串并联电路的谐振 第6章 作业题 ( P206) 复习要点 复习要点 例： 激励 u1(t)，包含两个频率w1、w2分量 (w1w2)： 要求响应u2(t)只含有w1频率电压。 u1(t) =u11(w1)+u12(w2) 如何实现？ LC串并联电路的应用： 可构成各种无源滤波电路 。 + _ u1(t) u2(t) 可由下列滤波电路实现： 并联谐振，开路 串联谐振，短路 w1 信号短路直接加到负载上。 该电路 w2 w1 ，滤去高频，得到低频。 C R C2 C3 L1 + _ u1(t) + _ u2(t) 6.2(a) 6.3 题目类型： 一、 填空题 二、 计算题（5 个） 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ 频率响应：在正弦稳态电路中，响应随频率变化的特性，称为频 率响应。 网络函数：把电路在单一激励源作用下的响应相量 与激励相量 之比定义为网络函数。网络函数是频率的函数，用H(jω)表示，即 根据响应与激励是否在电路的同一端口，可以将网络函数分为两类：策动点函数和转移函数。当响应与激励在同一端口时，称为策动点函数；当响应与激励分别在不同端口时，称为转移函数。 1.策动点函数 策动点阻抗 策动点导纳 2.转移函数 转移导纳 转移阻抗 转移电压比 转移电流比 N + – + – + N – 例6.1 如图(a)所示的RLC串联电路，试求其网络函数 R jωL + - + - + – (b) R L C + - u C i(t) u(t) uR + - + – (a) 解：作出图(a)所示电路的相量模型，如图(b)所示 可以看出，网络函数取决于电路结构和元件参数，反映了电路的自身特性。网络函数是激励频率的复函数，当激励的频率改变时（即使有效值和初相位保持不变），由于 ,响应也将随频率的改变而变化，而且变化规律与H(jω)的变化规律一致。因此，网络函数体现了响应与频率的关系，所以网络函数又称为频率响应。 式（6-1）可以写成 得 幅频响应（幅频特性）：响应相量的模与激励相量的模之比。 相频响应（相频特性）：响应相量的初相位与激励相量的初相位 之差。 例如在例6.1中，我们已求出网络函数为H1(jω) 相频响应： 其幅频响应曲线和相频响应曲线如图(a)和(b)所示。 0 900 -900 ω0 ω (b) θ(ω) 幅频响应： ω 0 1 (a) 例: 如图所示电路为超前滞后网络，试求电压转移函数，并说明 它的相频特性。 解：作出相量模型（略），设串联部分的阻抗为Z1，并联部分的阻抗为Z2，则 R C u1 + – C R u2 + – 将Z1、Z2代入并令 由上式可知 由此可见视k值不同（即频率不同），?可以为正或为负或为零，也就是说，输出可以超前或滞后输入，输出还可以与输入同相。同相的条件是 谐振是正弦电路在特定条件下所产生的一种特殊物理现象，在电子线路中有广泛的应用，本节介绍串联谐振电路及其主要特点。 当满足一定条件(对RLC串联电路，使? L=1/? C)， 电路中电压、电流同相，电路的这种状态称为谐振。 R j? L + _ 谐振： 一、 谐振的定义 串联谐振： 二、使RLC串联电路发生谐振的方法： 1. L 、C 不变，改变 w 。 2. 电源频率不变，改变 L 或 C ( 常改变C )。 谐振角频率 w0由电路本身的参数决定，一个 R L C 串联电路只能有一 个对应的w0 , 当外加频率等于谐振频率时，电路发生谐振。 谐振频率 谐振周期 通常收音机选台，即选择不同频率的信号，就采用改变C使电路达到谐振。 谐振条件 三、RLC串联电路谐振时的特点 2. 输入阻抗Z为纯电阻，即Z=R 电路中阻抗值|Z|最小。 |Z| w w0 O R 3. 电流I 达到最大值I0=U/R (U一定)。 R j? L + _ + + + _ _ _ 4. 电阻上的电压等于电源电压，LC上串联总电压为零，即 电感上的电压和电容上的电压大小相等，方向相反，相互抵消，因此串联谐振又称电压谐振。 当w0L=1/(w0C )R时， UL= UC U 5. 功率: P=RI02=U2/R，电阻功率最大。 即L与C交换能量，与电源间无能量交换。 四、品质因数Q: 它是说明谐振电路性能的一