第十一章 频率响应 多频正弦稳态电路.ppt

第一章 电路分析的基础知识 第十一章 频率响应 11-1 基本概念 11-2 再论阻抗和导纳 11-3 正弦稳态网络函数 11-4 正弦稳态的叠加 11-5 平均功率的叠加 11-6 RLC电路的谐振 本章（次课）教学要求 1、理解非正弦周期信号的特性； 2、进一步理解阻抗与导纳的概念； 3、理解正弦稳态网络函数的概念； 4、掌握正弦稳态的叠加原理及应用 ； 5、掌握平均功率的叠加。 6、掌握电路谐振的概念，谐振电路的特点及分析。 第十一章 频率响应 §11.1 基本概念 §11.1 基本概念（续） 3、周期函数分解为傅里叶级数 4、典型波形的傅里叶级数 P112 §11.2 再论阻抗与导纳 1、阻抗与导纳的计算 1、阻抗与导纳的计算（续） 2、阻抗的频率特性 §11.3 正弦稳态网络函数 定义 RC低通网络 见P119例10-3 RC高通网络 见P121练习题10-1 其它的低通和高通网络 §11-4 正弦稳态响应的叠加 11.4.1 正弦稳态叠加原理 举例 11.4.2 非正弦周期电流电路的计算 方法：正弦稳态叠加 将非正弦周期函数分解为傅里叶级数； 令各频率分量单独作用，应用叠加定理求解。 §11.5 平均功率的叠加 11.5.1 非正弦周期信号的有效值 例 11.5.2 平均功率的叠加 P131 例1 例2 例2（续） 非正弦周期电路的功率 例 3 §11.6 RLC电路的谐振 11.6.1 串联谐振 串联谐振的特点 Z最小，I 最大 Z=R，I0=U/R 若R=0，即相当于短路。 ??0容性；??0感性。 Q 值与电压 Q 值的定义： 串联谐振的利与弊 无线电技术中，利用电压谐振选择信号(如收音机、电视机) 电力系统中，避免谐振的产生，防止造成设备的损坏。 Q 值与通频带 11.6.2 并联谐振 并联谐振电路 并联谐振的特点 Y最小，Z最大 Z=R=1/G，I0=UG 若G=0，即相当于开路。 ??0 感性；??0 容性。 Q 值与通频带 Q 值的定义： 线圈（实际电感）与电容并联谐振 谐振频率 Q 值定义 例 1 课外作业 称为品质因数 Q 值与电压的关系 即 UL = UC = QU，所以，串联谐振也称为电压谐振。 RLC串联网络 称为通频带 令： 即： 因为?为正，故： 通频带： Q与BW成反比。 谐振频率 谐振时 B=0 谐振频率为 电路呈阻性 相量图 大小相等，方向相反； 可能有：I L= I CU 称为品质因数 Q 值与电流的关系 即 IL = IC = QI，所以，并联谐振也称为电流谐振。 Q 值与通频带 同理可推得： 谐振时 B=0，即： 解得： 当 相量图 构成电流三角形； R 越小，越有：I L?IC 谐振时的阻抗 谐振时 B=0，即： 在如图所示电路中，当电源频率?由零逐渐增加时，则该电路是_____。 (A) 先串谐后并谐； (B) 先并谐后串谐； (C) 同时达两种谐振。 B 重点 正弦稳态网络函数； 正弦稳态的叠加原理及应用； 谐振电路的特点及分析。 难点　　 非正弦周期信号，功率叠加 1、 相量法的应用前提 2、多个频率正弦信号激励的电路分析方法 单一频率正弦信号激励的稳态线性电路。 先用相量法求各频率信号单独激励的正弦稳态响应，再用叠加原理求总的稳态响应。 直流分量 谐波分量 ?为基波或一次谐波； k ?为 k 次谐波。 傅里叶级数的系数 a0、ak、bk可用积分公式计算。（见《高等数学》） 当函数为偶函数（纵轴对称）时，有 bk=0 当函数为奇函数（原点对称）时，有 ak=0 当函数为镜对称函数时，有 a2k= b2k =0，即只有奇次波。 （1）矩形波的傅立叶级数展开式 f(t) A -A 0 π 2π ωt t T/2 T （2）三角波的傅立叶级数展开式 f(t) A -A 0 t T/2 T （3）锯齿波的傅立叶级数展开式 f(t) A 0 2 T t T （4）整流全波的傅立叶级数展开式 f(t) A 0 T/2 t T RL串联电路 RL并联电路 导纳 例10-1 P115 幅频特性：阻抗的模随频率变化的关系。 RC并联电路阻抗 的频率特性 相频特性：阻抗的幅角随频率变化的关系。 例10-2 P117 频率特性：阻抗随频率变化的关系，也称频率响应。 RC并联电路阻抗的频率特性曲线 P117图10-5 对于如图网络 称为幅频特性 称为相频特性 频率响应 幅频特性， 相频特性 截止频率