11第十一章 网络函数.pptVIP

二、RLC串联电路发生谐振时的特点 阻抗Z的值最小，Z=R；功率因数λ=1； 电感电压与电容电压有效值相等UL=UC；相量有 ，所以串联谐振又称为电压谐振； 电路电流有效值I最大；电阻电压UR最大，UR=U；电感电容两端相当于短路;(实验) 谐振时可能出现过电压现象，即电感、电容上电压的有效值大于电源电压有效值，即UL=UC?U； 相量图： §11―4 RLC并联谐振电路 * * * 第11章 电路的频率响应 §11-1 网络函数 零 状 态 e(t) r(t) 激励 响应 1.驱动点函数 E(S) I(S) 驱动点阻抗 驱动点导纳 2.转移函数(传递函数) U2(S) I2(S) U1(S) I1(S) R C + _ + _ uS uc R 1/SC + _ + _ US(S) UC(S) 例1： 求图示电路的网络函数 例2：求图示电路的冲激响应h(t)。 R C + _ ?(t) uc G sC + _ 1 UC(S) 例3： 图示电路为一低通滤波器。已知：L1=1.5H，C2=4/3F，L3=0.5H，R=1?。求电压转移函数H1(s)和驱动点导纳函数H2(s)。 C2 R u2(t) i1(t) L1 L3 ＋ u1(t) － i2(t) 1/sC2 R U2(s) I1(s) sL1 sL3 ＋ U1(s) － I2(s) I1(s) I2(s) 网络函数应用 1.由网络函数求取任意激励的零状态响应 2.由网络函数确定正弦稳态响应 响应相量 激励相量 零 状 态 e(t) r(t) 激励 响应 §11―2 RLC 串联电路的谐振 一. 谐振的定义和条件 定义：当电路端口 和 的相位相同(同相)时的工作状态称之为谐振状态。 + - L R C 发生串联谐振条件: 串联谐振相量图 串联谐振广泛用于弱电电路。 如图RLC串联电路 若要使 与 同相位 三、 频率特性曲线，特性阻抗和品质因数 ? X 0 感抗: XL = ?L XL RLC串联电路 频率特性曲线 ?0 补充：谐振时的容抗=感抗, 用? 表示 称 ? 为特性阻抗 比值称为品质因数, 用Q表示。 当电路发生谐振时, 电感、电容 两端的电压用Q方便的表示为: = QU X 容抗： 可得：电阻R的大小不影响谐振频率，但可控制调节谐振时电流和电压的幅度。 XC 四、谐振时的功率、能量 电感功率: 电容功率: 电感所贮能量为磁场能量；电容所贮能量为电场能量。这两种能量相互转换, 而不与电源交换。 两能量总和为: 五、 谐振曲线 1 1 Q=1 Q=10 Q=100 0.707 通频带 ←常数 电压、电流随频率变化的特性，称为频率特性(频率响应)，对应为谐振曲线。 常以输出量与输入量比值的频率特性分析。 该比值称为分贝。 选择性 ?电路Q总和为零，电路不从外部吸收无功功率。 通频带 在无线电技术中，要求电路具有较好的选择性，常常需要采用较高Q值的谐振电路。 f0 0 f I0 I 1 但是，实际的信号都具有 一定的频率范围，如电话线路 中传输的音频信号，频率范围 一般为3.4KHz，广播音乐的频 率大约是30Hz ~ 15KHz。这说明实际的信号都占有一 定的频带宽度。为了不失真地传输信号，保证信号中 的各个频率分量都能顺利地通过电路，通常规定当电 流衰减到最大值的0.707倍时，所对应的一段频率范围 称为通频带B。 其中f2和f1是通频带的上、下边界。 实践和理论都可以证明： 可见通频带与谐振频率有关，由于品质因数 品质因数Q愈大，通频带宽度愈窄，曲线愈尖锐，电路的选择性能愈好； Q值愈小，通频带宽度愈大，曲线愈平坦，选择性能愈差；但Q值过高又极易造成通频带过窄而使传输信号不能完全通过，从而造成失真。 显然通频带B和品质因数Q是一对矛盾，实际当 中如何兼顾二者，应具体情况具体分析。 结论 例1 某收音机 L=0.3mH，R=10?，为收到中央电台560kHz 信号，求（1）调谐电容C值；（2）如输入电压为1.5?V 求谐振电流和此时的电容电压。 + _ L C R u 解 例 2 一接收器的电路参数为：U=10V w=5?103 rad/s, 调C使电路中的电流最大，Imax=200mA，测得电容电压为600V，求R、L、C及Q + _ L C R u V 解 一、GLC并联电路谐振条件 L G C 发生并联谐振条件: 若要使 电路导纳