哈工大课件-第9章节频率特性和谐振现象.pptVIP

第九章 频率特性和谐振现象 4 并联谐振电路 3 串联谐振电路 2 RLC串联电路的频率特性 1 网络函数和频率特性 通过正弦电流电路和非正弦周期电流电路的学习得知，感抗和容抗分别与频率成正比和反比关系。由此得知电路特性与电源频率密切相关。本章专门研究电路特性与频率的关系。包括网络函数及其频率特性的概念及一般分析方法、典型电路的频率特性、串联谐振与并联谐振的条件及特点、滤波的概念等。 本章目次 网络函数的定义: 响应相量与激励相量之比称为网络函数，即 基本要求：掌握网络函数的定义、幅频特性和相频特性以及低通、高通、带通和带阻等概念。 网络函数分类： RC串联电路 RC串联电路 称其为 RC 电路的固有频率或自然频率(natural frequency) 低通网络：网络允许低频信号顺利通过，而使高频信号产生较大衰减。 截止频率 幅频特性和相频特性曲线 高通网络 带通网络 带阻网络 使用不同电路还可以实现具有下列特性的网络 求图示电路的网络函数 基本要求：掌握RLC串联电路用不同元件电压作为响应时的频率特性特点，以及谐振角频率、特性阻抗和品质因数的概念。 RLC串联电路 RLC串联电路 幅频特性和相频特性分别为 对应不同品质因数的频率特性曲线如下： RLC串联电路 以电容电压为响应的网络函数频率特性曲线 则其幅频特性和相频特性分别为 ： 对应不同品质因数的频率特性曲线如图： RLC串联电路 设计 RLC 带通滤波器电路，已知总电阻为R=20，要求谐振频率为 f0 =104Hz，带宽为 f =103Hz,，求电感L和电容C的值以及低频截止频率和高频截止频率。 定义：对于含有电感和电容的一端口电路，如果在一定条件下呈现电阻性，即端口电压与电流同相位，则称此一端口电路发生谐振(resonance)。 右图为RLC串联串联谐振(series resonance)电路。 改变电源频率，或改变电感，或改变电容均可实现串联谐振。在给定电感和电容时，电路的谐振角频率为 基本要求：透彻理解谐振的概念及RLC串联谐振电路谐振条件与谐振特点。 RLC串联电路的电流、电感电压和电容电压分别为 RLC串联谐振电路 串联谐振的特点 2 电流方面 此时串联电路电流为： 达到最大值。 1 阻抗方面 谐振时，感抗与容抗相抵消，串联电路呈电阻性。 阻抗频率特性曲线 串联谐振相量图 一个线圈与电容相串联，线圈电阻R=16.2，电感L=0.26mH ，当把电容调节到100pF时发生串联谐振。(1)求谐振频率和品质因数；(2)设外加电压为10V，其频率等于电路的谐振频率，求电路中的电流和电容电压；(3)若外加电压仍为10V ，但其频率比谐振频率高10%，再求电容电压。 线圈与电容串联电路 1 GCL并联谐振电路 谐振时导纳达到最小值，即 | Y |=G 并联谐振的特点 GCL并联谐振电路 基本要求：掌握GCL并联谐振电路的条件和特点并与RLC串联谐振加以对比。 2 电感线圈和电容器构成并联谐振电路，即RL与C并联谐振电路。 电路模型如右图，等效复导纳为 线圈与电容并联谐振 RL 与 C 并联谐振的特点 如果线圈与电容相并联的电路用一定的电流源来激励，在谐振时由于阻抗接近于最大值，电压 U 也接近于最大值，这时在线圈和电容中产生的电流可能比电源电流大得多。 谐振时电压电流相量图 线圈与电容并联谐振 一个电感为0.25mH，电阻为25的线圈与85pF的电容器接成并联电路，试求该并联电路的谐振频率和谐振时的阻抗。