网络函数、RLC串联电路的谐振 、RLC串联电路的频率响应

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 电路的频率响应,11-1,网络函数,11-2 RLC,串联电路的谐振,11-3 RLC,串联电路的频率响应,11-4 RLC,并联谐振电路,11-5,波特图,11-6,滤波器简介,1,2.,网络函数,的定义,在单一正弦激励的线性无源网络中，某一处的响应相量与激励相量之比，称为该响应的,网络函数,。,11-1,网络函数,1.,频率响应,电路中的电压、电流、阻抗、导纳等量与激励源频率的关系，称为电路的,频率特性,，又称为,频率响应,。,线性,无源,网络,激励,响应,2,驱动点阻抗,驱动点导纳,激励是电流源，响应是电压,激励是电压源，响应是电流,3.,网络函数的类型,1,）驱动点函数,线性,网络,3,2,）转移函数（传递函数）,线性,网络,转移,导纳,转移,阻抗,转移,电压比,转移,电流比,激励是电压源,激励是电流源,4,注意,1,）,H,(j,),不仅与电路的结构、参数有关，还与激励、响应的位置有关，与激励、响应的大小无关。因此网络函数是网络性质的一种体现。,2,）,H,(j,),是一个复数，其,频率特性,分为两部分：,模与频率的关系,幅频特性,幅角与频率的关系,相频特性,3,）已知,H,(j,),，可求得任意正弦激励下的电路响应。,5,例,求图示电路的网络函数,和,解,列网孔方程解电流,转移导纳,转移电压比,2,+,_,+,_,2,6,1.,谐振现象,含有,R,、,L,、,C,的一端口正弦稳态电路，在特定条件下出现的,端口电压、电流同相位,的现象，称电路发生了,谐振,。,R,L,C,电路,发生谐振,谐振时电路对外呈电阻性,11-2,RLC,串联电路的谐振,7,2.,串联谐振的条件,当,X,=0,，即 时，电路发生,谐振。,谐振条件,谐振角频率,谐振频率，固有频率,R,j,L,+,_,8,串联电路实现谐振的方式：,1,）,L,、,C,不变，改变电源频率,，使,=,0,；,2,）电源频率,不变，,改变,L,或,C,，使,0,=,。,3.,RLC,串联电路,阻抗的频率特性,幅频特性,相频特性,9,X,(,),|,Z,(j,)|,X,L,(,),X,C,(,),R,0,|,Z,(j,)|,o,(,),0,o,/2,/2,相频特性曲线,幅频特性曲线,容性区,感性区,电阻性,10,4.,RLC,串联电路,电流的频率特性,通频带,(,),0,O,/2,/2,相频特性曲线,I,(,),0,O,幅频特性曲线,I,0,0.707,1,2,截止频率：,1,，,2,带宽：,BW=,1,-,2,选择性,11,5.,RLC,串联谐振的特征,1,）,Z=R,，,|,Z,|,最小，当,U,一定时，,I,=,I,0,=,U,/,R,达到最大。,2,）,LC,串联相当于短路。,+,_,+,_,+,_,R,j,L,+,_,电压谐振,12,特性阻抗,品质因数,当,R,时,，,Q,1,，,U,L,=U,C,=QU,U,。,过电压,13,3,）,=,cos,=1,，,P,=,UI,0,达到最大，,Q,= 0,。,谐振时电容与电感的无功完全补偿，彼此进行电能与磁能的周期性交换，它们与电源之间没有能量交换。,+,_,P,Q,L,C,R,注意,14,例,1,某收音机输入回路,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,1.5V,求谐振电流和此时的电容电压。,解,+,_,L,C,R,u,15,例,2,一接收器的电路参数为,：,U,=10V,w,=5,10,3,rad/s,调,C,使电路中的电流最大,，,I,max,=200mA,，,测得电容电压为,600V,，,求,R,、,L,、,C,及,Q,。,解,+,_,L,C,R,u,V,16,11-3,RLC,串联电路的频率响应,研究物理量与频率关系的图形（频响曲线或谐振曲线）可以加深对谐振现象的认识。,1.,RLC,串联电路,电流的通用谐振曲线,为了比较不同的谐振电路，把电流谐振曲线的横、纵坐标分别除以,0,和,I,0,，称为,归一化,。,17,幅频特性,相频特性,18,Q,=0.5,Q,=10,Q,=1,2,1,0.707,通用谐振曲线,Q,值越大，谐振曲线越陡，通频带越窄，对非谐振信号的抑制能力越强，电路的选择性越好，但电路的信号通过能力越差。,0,1,1,H,dB,= 20log,10,I,(,),/,I,0,H,dB,=20lg0.707 = 3dB,定义：,当,=,1,或,2,时，,1,、,2,：,3,分贝频率,半功率点,19,2.,以,U,L,(,),与,U,C,(,),为输出的,H,(,),的频率特性,20,H,L,(,),与,H,C,(,),的极值点：令,21,1,C2,L2,o,U,L,/,U,U,C,/,U,1,U,L,/,U,U,C,/,U,=,C2,，,U,C,(,),获最大值；,=,L2,，,U,L,(,),获最大值。且,U,C,(,C2,)=,U,L,(,L2,),。,Q,越高,，,L2,和,C2,越靠近,=1,，,同时,峰值增高。,22,作业：,11-1,，,11-8,，,11-13,下次课内容：,11.4 RLC,并联谐振电路,11.5,波特图,11.6,滤波器简介,23,