曲洪泉《电路分析》10.2 频率响应.docxVIP

讲稿10.2 频率响应1、（3分钟）演示复习阻抗法引出频率响应先演示一个我们非常熟悉电路（此处板书画出电路图）的工作情况，首先给出一个正弦的输入，然后只改变输入正弦信号的频率，但不改变输入信号的幅度。看输出如何变化？我们看见了什么，在输入幅度不变的情况下，增加频率后，输出信号的幅度变小了，如何解释这种现象呢？（此处板书画出阻抗法模型）第九章学习了阻抗法：1、只关注正弦输入；2、只关注稳态响应；用向量来表示正弦电压电流，用阻抗来表示RLC。可以用电阻电路的分析手法了。用简单的分压关系来分析板书这个表达式就叫做频率响应，输入输出电压之间的电压比值是个频率的函数。这个函数就叫做频率响应。这是一个复数，先只考虑模，叫做幅频特性；输出电压幅度与输入电压幅度的传递函数，可以画出这个函数。这个响应不是时间的函数，是角频率的函数，改变输入的频率，输出与输入幅度比值随之发生变化，这呈现了一个看待电路的互补角度，时域角度和频域角度，频域角度说的是，加上不同频率的正弦信号，电路是如何表现的？用一张图画出其关系，这个关系由参数来决定，加上绝对值，可以观察这样的函数并很快画出响应，会画出一大堆曲线，仅仅通过盯着这些电路并盯着类似的表达式，首先，你画图的方法是去找当很小，很大时的值，低频无衰减，消弱了高频信号；LPF Low Pass Filter（板书）。2、（3分钟）一阶系统的频率响应接下来给出如何建立不同类型阻抗的深入认识，不会研究过多的细节，给一些如何得到你想设计滤波器的感觉，这个领域的专家不是坐着写微分方程，而是去洞察如何解决这些东西，让我们理解一下，不同元件的响应是什么样的。这是3个基本元件的阻抗模型，，，，通过这样的阻抗模型表示，RLC电流电压模型统一了，这就是阻抗模型的欧姆定律。（以下内容为 PPT）以下内容为板书。阻抗自身的频率特性是什么样的，仅取阻抗绝对值，（1）对于电阻，阻抗恒定不变；（2）对于电感，阻抗和频率成正比，直流低频短路，高频开路；（3）对于电容，阻抗和频率成反比，直流低频开路，高频短路。L，C两个频变电阻 L是频升电阻 C是频降电阻；这里再次强调一下学习新知识的过程就是，建立新知识和已有知识的联系的过程，通过阻抗模型把正弦电路和直流电路建立了联系。下面看其它几种1阶电路的频率响应。电阻和电容互换位置，考虑，用电阻串联分压的2点法（低频点、高频点）来分析这个响应，先看低频，低频电容阻抗很大，直流开路，全部电压都被电容分走，电阻上没电压，低频被衰减，再看高频，高频电容阻抗变小，大部分电压被电阻分走，电阻上电压近似等于输入电压，最后画出中间部分即可。刚才那个叫低通滤波器LPF，这个应该叫什么，对，高通滤波器，HPF。把电感换为电感，首先考虑，看看这个是高通低通?还是用2点法（低频点、高频点）来分析这个响应，先看低频，低频电感阻抗很小，直流短路，全部电压都被电组分走，电感上没电压，低频被衰减，再看高频，高频电感阻抗变大，大部分电压被电感分走，电感上电压近似等于输入电压，最后画出中间部分即可。这是一个高通（HPF）电感和电阻互换位置，考虑，这个是高通还是低通，还是用2点法（低频点、高频点）来分析这个响应，先看低频，低频电感阻抗很小，直流短路，全部电压都被电组分走，电感上没电压，低频无衰减，再看高频，高频电感阻抗变大，大部分电压被电感分走，电阻上电压近似等于零，最后画出中间部分即可。低通LPF。3、二阶电路的频率响应（2:30）下面我们看一个二阶电路，两个动态原件，试着给出关于输出的一些感觉，根据直觉来画出大概的样子，然后做些数学推导，看二者是否一致。高频像开路，低频也像开路；这种阻滞高频和低频，让中频通过的滤波器BPF；在某个频带内允许信号通过，写下方程加强认识接下来就是见证奇迹的时刻，，如果输入这个频率的信号，我坐在这，右边是一个黑盒子，整个电路对我来说像什么？看上去像电阻，太令人惊奇了，虽然这有一个电感和电容，碰巧当输入信号频率是这个时，这个电路看上去是纯电阻了，输出就是输入，这两个的影响抵消了，这种现象称为谐振。定性分析（1）3点法（必有一个拐点）。再看一个调频收音机电路：天线、BPF调谐、解调放大、扬声器；(1)天线，接收信号，可以用Thevenin电路替换它；前端等效为一个；(2)为什么收音机需要一个调谐BPF，每个电台信号带宽150kHz，电台之间的间隔为200kHz，每一个由广播传输的信号都发生在这个小带宽内；(3)以后你们会学到调制解调的知识，如何从一个小的带宽内获得信号内容；(4)我们是如何听到那个电台的呢？无委会制定的标准是调频广播频段在87M-108M。使整个信号通过一个这样的滤波器，阻止其它所有信号，举例说明是如何听到经济之声FM96.6 ，天线接收下来全部电台的信号，调谐调到谐振频率，经济之声的信号就