第11章 电路的频率响应(4h).pptVIP

第23讲结束 习题：11-1、11-2 第24讲结束 习题：11-3、11-6、11-11、11-14、 11-16、11-19 UL(w )： 当w =0， UL(w )=0； 0ww0， UL(w )增大；w =w0， UL(w )= QU； w w 0，电流开始减小，但速度不快， XL继续增大，UL 仍有增大的趋势，但在某个w下UL(w )达到最大值，然后减小。 w ??，XL??， UL(?)=U。 类似可讨论UC(w )。 U UC(?Cm) QU ?Cm ?Lm ? 0 UL(? ) UC(? ) U(? ) 1 当? =? Cm时，UC(?)获最大值； 当? =? Lm时，UL(?)获最大值。 Q越高，wLm和wCm 越靠近w0。 w Lm?w Cm =w 0。 U UC(?Cm) QU ?Cm ?Lm ? 0 UL(? ) UC(? ) U(? ) 1 UC(? Cm)=UL(? Lm)。 上面得到的都是由改变频率而获得的，如改变电路参数，则变化规律就不完全与上相似。 上述分析原则一般来讲可以推广到其它形式的谐振电路中去，但不同形式的谐振电路有其不同的特征，要进行具体分析，不能简单搬用。 由于电压最大值出现在谐振频率附近很小的范围内，因此同样可以用串联谐振电路来选择谐振频率及其附近的电压，即对电压也具有选择性。 一、简单 G、C、L 并联电路 对偶： R L C 串联 G C L 并联 + _ G C L 11.4 RLC并联电路的谐振 R j? L + _ R L C 串联 G C L 并联 |Z| w w0 O R ? 0 ? O I(? ) U/R ? 0 ? O U(? ) IS/G |Y| w w0 O G R L C 串联 G C L 并联 电压谐振 电流谐振 UL(w 0)=UC (w 0)=QU IL(w 0) =IC(w 0) =QIS 推导过程如下：由定义得 上面讨论的电流谐振现象实际上是不可能得到的，因为 电感线圈总是存在电阻的，于是电路就变成了混联，谐振现 象也就较为复杂。 谐振时 B=0，即 由电路参数决定。 求得 C L R 二 、电感线圈与电容并联 此电路参数发生谐振是有条件的，参数不合适可能不会发生谐振。 在电路参数一定时，改变电源频率是否能达到谐振，要由下列条件决定： 当电路发生谐振时，电路相当于一个电阻： C L R 等效电路： 其中：C不变。 谐振时： Ge C Le 近似等效电路： C L R 当线圈Q值很高时，即： 时，上式可近似为： Ge C L 近似等效电路： 其中，L、C不变， 讨论由纯电感和纯电容所构成的串并联电路： (a) (b) L1 L3 C2 L1 C2 C3 上述电路既可以发生串联谐振(Z=0)，又可以发生并联谐振(Z=?)。可通过求入端阻抗来确定串、并联谐振频率。 *三、串并联电路的谐振(选讲) 对(b)电路可作类似定性分析。L1、C2并联，在低频时呈感性。在某一角频率w1下可与C3发生串联谐振。w w1时，随着频率增加，并联部分可由感性变为容性，在某一角频率w2下发生并联谐振。 (a) (b) L1 L3 C2 L1 C2 C3 对(a)电路，L1、C2并联，在低频时呈感性。随着频率增加，在某一角频率w1下发生并联谐振。w w1时，并联部分呈容性，在某一角频率w2下可与L3发生串联谐振。 定量分析： (a) L1 L3 C2 可解得： 当Y(w )=0，即分母为零，有： 可见， w 1w 2。 L1 L3 C2 当Z(w )=0，即分子为零，有： (b) 分别令分子、分母为零，可得： 串联谐振 并联谐振 L1 C2 C3 阻抗的频率特性： ? 1 ? X(? ) O ? 2 Z (? )=jX(? ) ? 1 ? X(? ) O ? 2 (a) (b) L1 L3 C2 L1 C2 C3 并联谐振 串联谐振 串联谐振 并联谐振 对电路和系统的频率特性进行分析时，为了直观地观察频率特性随频率变化的趋势和特征，工程上常采用对数坐标来作频响曲线，这种用对数坐标描绘的频率响应图就称为频响波特图。 改写网络函数为 画出网络函数的波特图。 例 解 *11.5 波特图 因此对数模（单位分贝） 幅频波特图 相位(单位度) 相频波特图 滤波器 工程上根据输出端口对信号频率范围的要求，设计专门的网络，置于输入—输出端口之间，使输出端口所需要的频率分量能够顺利通过，而抑制或削弱不需要的频率分量，这种具有选频功能的中间网络，工程上称为滤波器。 有源滤波器 利用有源元件运算放大器构成的滤波器称为有源滤波器。 *11.6 滤波