电工技术电子技术-清华-5正弦交流电路教学课件

电工技术电子技术电工技术电子技术-清华清华-5正弦交流电路正弦交流电路幽默来自智慧，恶语来自无能2.3.1 串联谐振串联谐振串联谐振的条件串联谐振的条件RLC串联谐振电路串联谐振电路、同相同相若令：若令：则：则：谐振谐振串联谐振的条件是：串联谐振的条件是：7/11/2024电工技术谐振频率谐振频率：7/11/2024电工技术串联谐振的特点串联谐振的特点 U、I 同相同相谐振时电流最大谐振时电流最大 阻性阻性7/11/2024电工技术注：串联谐振也被称为注：串联谐振也被称为电压谐振电压谐振 当当时时UC 、UL将大于将大于电源电压电源电压U7/11/2024电工技术串联谐振时的相量图：串联谐振时的相量图：7/11/2024电工技术品质因素品质因素 Q 值值 定义：定义：电路处于串联谐振时，电感或电容上的电路处于串联谐振时，电感或电容上的电压与总电压之比。电压与总电压之比。7/11/2024电工技术串联谐振特性曲线串联谐振特性曲线I谐振电流谐振电流谐振频率谐振频率下限截止频率下限截止频率上限截止频率上限截止频率通频带通频带7/11/2024电工技术电路参数对谐振曲线的影响电路参数对谐振曲线的影响(a)不变，不变，变小。变小。(b)不变，不变，变化。变化。R变大变大通频带通频带 f如何变如何变?I(a)R变大变大(b)L或或C变小变小C变小变小7/11/2024电工技术结论结论：Q愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐，选择特性好。愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐，选择特性好。Q愈小，带宽愈大，曲线愈平坦，选择特性差。愈小，带宽愈大，曲线愈平坦，选择特性差。可以可以证明：证明：可见可见 与与 Q 相关。相关。通频带通频带I7/11/2024电工技术RLCr解：解：R、L、C串联电路，已知串联电路，已知R=10，r=10 （r是电是电 感线圈的电阻），感线圈的电阻），L=100mH，C=2 F，U=3V求：谐振时求：谐振时f0，I0，XL，XC，Q，UR，UL，UC，f,例：例：7/11/2024电工技术RLCr7/11/2024电工技术串联谐振应用举例串联谐振应用举例收音机接收电路收音机接收电路接收天线接收天线与与 C：组成谐振电路：组成谐振电路将选择的信号送将选择的信号送 接收电路接收电路7/11/2024电工技术 组成谐振电路组成谐振电路，选出所需的电台。，选出所需的电台。为来自为来自3个不同电台（不同频率）个不同电台（不同频率）的电动势信号；的电动势信号；7/11/2024电工技术已知：已知：解：解：如果要收听如果要收听 节目，节目，C 应配多大？应配多大？问题问题：结论：结论：当当 C 调到调到 150 pF 时，可收听到时，可收听到 的节目。的节目。7/11/2024电工技术2.3.2 并联谐振并联谐振当当 时时 领先于领先于 (容性容性)谐振谐振当当 时时 理想情况：理想情况：纯电感和纯电容纯电感和纯电容 并联。并联。当当 时时 落后于落后于 (感性感性)LC7/11/2024电工技术或或理想情况下并联谐振条件理想情况下并联谐振条件LC7/11/2024电工技术LCL=100mH，C=2 F，U=3V并联谐振又称为并联谐振又称为电流谐振电流谐振7/11/2024电工技术非理想情况下的并联谐振非理想情况下的并联谐振同相时则谐振同相时则谐振RLC7/11/2024电工技术虚部虚部实部实部则则 、同相同相 虚部虚部=0。谐振条件：谐振条件：一、非理想情况下并联谐振条件一、非理想情况下并联谐振条件RLC7/11/2024电工技术由上式虚部由上式虚部并联谐振频率并联谐振频率得：得：或直接这样推导：或直接这样推导：令虚部为令虚部为0当当R=0时时7/11/2024电工技术并联谐振的特点并联谐振的特点 同相。同相。、电路的总阻抗最大。电路的总阻抗最大。定性分析定性分析:Z理想情况下理想情况下谐振时：谐振时：7/11/2024电工技术总阻抗：总阻抗：得：得：代入代入并联谐振电路总阻抗的大小并联谐振电路总阻抗的大小谐振时虚部为零谐振时虚部为零,即即:什么性质什么性质?7/11/2024电工技术并联谐振并联谐振电路总阻抗：电路总阻抗：当当时时所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。7/11/2024电工技术并联支路中的电流可能比总电流大。并联支路中的电流可能比总电流大。支路电流可能支路电流可能大于总电流大于总电流 电流谐振电流谐振7/11/2024电工技术并联谐振特性曲线并联谐振特性曲线思考：思考：时时为什么是感性？为什么是感性？容性容性感性感性阻性阻性I问：在串联谐振问：在串联谐振电路中，何时电电路中，何时电路呈感性、阻性、路呈感性、阻性、容性？容性？7/11/2024电工技术读图练习：六管超外差式晶体管收音机2002.4.7T1T2T3T4T5T6R1R2R3R4R5RWR6R7R8R9R10R11R12R13R14R15R16R176VD线路图输入电路高放变频中放检波低放功放T1T2T3DT4T5T6方框图7/11/2024电工技术2.4 网络的频率特性网络的频率特性-转移函数转移函数概念：概念：网络的频率特性是研究正弦交流电路中电压、网络的频率特性是研究正弦交流电路中电压、电流随频率变化的关系（即频域分析）。电流随频率变化的关系（即频域分析）。网网 络络转移函数：转移函数：7/11/2024电工技术网络的传递函数：网络的传递函数：其中其中称为幅频特性称为幅频特性称为相频特性称为相频特性频率特性频率特性7/11/2024电工技术一、低通滤波器一、低通滤波器滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分。滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分。7/11/2024电工技术低通滤波器的传递函数低通滤波器的传递函数7/11/2024电工技术相频特性相频特性幅频特性幅频特性低通滤波器的频率特性低通滤波器的频率特性1 00 ：带宽：带宽：截止频率：截止频率7/11/2024电工技术分贝数定义：分贝数定义：3分贝点：分贝点：当当 时，时，幅频特性上幅频特性上时，叫时，叫 3 分贝点分贝点。1三分三分贝点贝点7/11/2024电工技术二、高通滤波器二、高通滤波器滤掉输入信号的低频成分，通过高频成分。滤掉输入信号的低频成分，通过高频成分。高通滤波器的传递函数高通滤波器的传递函数7/11/2024电工技术高通滤波器的频率特性高通滤波器的频率特性幅频特性幅频特性相频特性相频特性17/11/2024电工技术三、带通滤波器三、带通滤波器RC 串并联网络串并联网络RRRCRC令：令：则：则：7/11/2024电工技术7/11/2024电工技术幅频特性幅频特性7/11/2024电工技术1/10 1 10 100 .-1 0 1 2 .0.001 0.01 0.1 0.707 1 10 100 -60 -40 -20 -3 0 20 40 对于变化范围较宽的频率特性，为展对于变化范围较宽的频率特性，为展 宽视野，其宽视野，其特性横坐标改用特性横坐标改用对数坐标，表示归一对数坐标，表示归一 化频率化频率；纵坐；纵坐标用（标用（分贝分贝）表示，便构成波特图。）表示，便构成波特图。波特图波特图7/11/2024电工技术用归一化频率表示的低通滤波器传递函数用归一化频率表示的低通滤波器传递函数令：令：则：则：知：知：7/11/2024电工技术低通波特图低通波特图-20dB/十倍频十倍频幅频特性幅频特性（分贝）（分贝）7/11/2024电工技术相频特性相频特性7/11/2024电工技术传递传递函数函数典型的网络函数典型的网络函数低通低通高通高通带通带通带阻带阻电路电路举例举例7/11/2024电工技术正弦交流电路综合举例正弦交流电路综合举例例例1、移相电路移相电路RR1RC已知：已知：当当 R1由由 0 变化时，变化时，的有效值不变，的有效值不变，和和 之间的相位差由之间的相位差由 变化变化 180 o 0 o证明：证明：7/11/2024电工技术解法解法1已知：已知：复数运算复数运算RR1RC解：解：7/11/2024电工技术当：当：R1=0 时时 =180R1=时时 =07/11/2024电工技术解法解法2画相量图画相量图已知：已知：当：当：R1=0 时时 =180R1=时时 =0（2）的幅度为圆的半径，其值为的幅度为圆的半径，其值为（1）RR1RC7/11/2024电工技术本课作业本课作业52-182-222-232-29英英5题题7/11/2024电工技术56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。库法耶夫57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。吕凯特58、问渠哪得清如许，为有源头活水来。朱熹59、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。笛卡儿60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。左拉