并联谐振的频率特性.pptVIP

* * 本章主要内容 6.1 网络函数 6.2 典型网络的频率特性 6.3 串联谐振电路 6.4 并联谐振电路 第六章 频率特性与谐振 6.1 网络函数 1. 网络函数反映的是电路自身特性，仅与电路结构与参数有关，与外加激励无关。 一、网络函数 2.网络函数的分类：两类六种 策动点函数：响应、激励变量属于同一端口。 1)策动点阻抗 Z（输入阻抗） 2)策动点导纳 Y（输入导纳） 转移函数：响应与激励变量属于 不同端口。 3)转移阻抗 ZT 4)转移导纳 YT 5)电压转移函数 Au 6)电流转移函数 Ai 二、频率响应 一个电路的响应不仅与构成网络的元件连接方式及其参数有关，还与激励信号的频率有关。 响应与频率的关系称为频率响应。 2. 定义： 网络函数与信号频率的关系称为频率响应， 亦称频率特性。 表示为 频率特性包括 1）幅频特性（模频特性）： 2）相频特性： o 相频特性 1 0.707 o 幅频特性 几种典型的RC电路频率特性 + _ R + _ + _ R C u1 u2 + _ 1、一阶低通电路 说明：1）工程规定：幅频特性下降到 对应的频率叫截止频率。 2）频率在 通频带 能通过，此频率范围称为 又称低通电路 1 0.707 o 幅频特性 o 相频特性 2、一般低通函数表达式。 + _ + _ R1 R2 C u1 u2 3、另一种低通电路： L + _ _ + R u1 u2 根据频率特性分类 ◇低通 ◇高通 ◇带通 ◇带阻 ◇全通 滤波器介绍 根据是否有源分类 ◇无源滤波器 ◇有源滤波器 根据实现手段分类 ◇模拟滤波器 ◇数字滤波器 2、一阶高通电路 + _ + _ C u1 u2 R + _ + _ R 式中 截止频率 幅频特性 相频特性 1 0.707 o o 3、一般高通函数表达式。 4、另一种高通电路 + _ + _ R u1 u2 L + _ _ + u1 u2 L R1 R2 一、电路分析 6.3 串联谐振电路 如图电路中，回路在外加电压us=Umsinωt作用下，电路中的复阻抗为： Z= 当改变电源频率，或者改变L、C的值时都会使回路中电流达到最大值，使电抗 =0， 电路呈电阻性，此时我们就说电路发生谐振。由于是R、L、C元件串联，所以又叫串联谐振。 电路的性质 1. 电感性电路: XLXC，X0, ULUC。 阻抗角 2. 电容性电路: XLXC 此时X0, ULUC。 阻抗角φ 0。 3. 电阻性电路: XL=XC，此时X=0, UL=UC。 阻抗角φ=0。 RLC串联电路的相量图 二、串联谐振 总电压U和总电流I同相，即X=XL-XC=0时, 电路相当于“纯电阻”电路, 此时称为串联“谐振”。 1. 谐振条件 2.谐振角频率 ω0和f 0称为固有角频率 （1） 电路的阻抗最小 （2） 电感电压和电容电压远大于端口电压： Q0只和网络R、 L、 C的参数有关。 电感及电容两端电压模值相等，且等于外加电压的Q0倍。 UL=UC= Q0Us 同时，两电压反相。 3.谐振特点 通常把ω0L/R（或1/ω0CR）称为回路的品质因素，用Q0 表示。 通常，回路的Q值可达几十到几百，谐振时电感线圈和电容两端的电压可以比信号源电压大几十到几百倍，所以又叫电压谐振。（中心频率与通频带之比值。是衡量幅频特性的重要参数。） (3) 谐振时，能量只在R上消耗，电容和电感之间进行磁场能量和电场能量的转换，电源和电路之间没有能量转换。电路处于无功功率完全补偿，频率特性出现尖峰现象。 例：串联谐振电路中， U=25 mV， R=5 Ω， L=4 mH， C=160 pF，求电路的f 0、 I 0、 ρ、 Q和U C0。 解 谐振频率 端口电流 特性阻抗 品质因数 4.通频带 电流的频率特性曲线又称 电流谐振曲线,两个截止角频率的差值定义为电路的通频带Bw 品质因数为 注：Q具有电路的选择性， Q越大幅频特性曲线越尖锐， 选择性越好， 但通频带过窄, 所以Q值不是越大越好, 要取得合适, 二者要兼顾。 6.4 并联谐振电路 串联谐振回路适用于信号源内阻等于零或很小的情况，如果信号源内阻很大，采用串联谐振电路将严重地降低回路的品质因数，使选择性显著变坏（通频带过宽）。这样就必须采用并联谐振回路。 其导纳模为： 相应的阻抗模： 可以看出：只有当XL=XC时|Z|=R，电路呈电阻性。由于R-L-C并联，所以这时又称为并联谐振。 故并联谐振的条件是XL=XC，即当ω0L= 时发生并联谐振。其谐振频率为： 并联谐振电路的特点为： （1）XL=XC，|