正弦交流电路的频率特性

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,*,*,(3-,*,),3.4,正弦交流电路的频率特性,3.4.1 谐振现象,3.4.2 网络的频率特性,125,含有电感和电容的电路，如果无功功率得到完全补偿，使电路的功率因数等于1，即：,u、i,同相，便称此电路处于谐振状态。,谐振,串联谐振：,L,与,C,串联时,u、i,同相,并联谐振：,L,与,C,并联时,u、i,同相,谐振电路在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用非常广泛。,谐振概念,：,3.4.1 谐振现象,126,一、串联谐振,串联谐振的条件,R,L,C,串联谐振电路,、同相,若令：,则：,谐振,串联谐振的条件是：,127,谐振频率,：,128,串联谐振的特点,U,、,I,同相,当,时,当电源电压一定时：,U,C,、,U,L,将大于,电源电压,U,129,注：串联谐振也被称为,电压谐振,当 时，,谐振时：,、,130,品质因素,Q,值,定义：,电路处于串联谐振时，电感或电容上的,电压和总电压之比。,谐振时:,在谐振状态下,若,R,X,L,、,R,X,C,，,Q,则体现了电容或电感上电压比电源电压高出的倍数。,131,串联谐振特性曲线,I,谐振电流,谐振频率,下限截止频率,上限截止频率,通频带,132,关于谐振曲线的讨论,(a)不变，,变化。,(c)不变，,变化。,不变，,(b)不变，,变化。,分以下三种情况：,133,谐振曲线讨论（之一）,结论,：,R,的变化引起 变化,R,愈大 愈小（选择性差）,R,愈小 愈大（选择性好）,R,小,R,大,不变，,变化。,（1）,不变,即,LC,不变,R,改变,改变,（2,）,134,分析：,（1）不变,即,U、R,不变,（2）,改变,结论,：,LC,的变化引起 变化,L,变小或,C,变小 变大,L,变大或,C,变大 变小,谐振曲线讨论（之二）,不变，,变化。,135,谐振曲线讨论（之三）,结论,：,Q,愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐。,Q,愈小，带宽愈大，曲线愈平坦。,分析：,不变，不变,（,LC,）、,R,不变，,如何改变,或,？,可以,证明：,可见 与,Q,相关。,不变，,变化。,不变，,136,串联谐振时的阻抗特性,感性,容性,137,串联谐振应用举例,收音机接收电路,接收天线,与,C,：组成谐振电路,将选择的信号送,接收电路,138,组成谐振电路，选出所需的电台。,为来自3个不同电台（不同频率）的电动势信号；,139,已知：,解：,如果要收听 节目，,C,应配多大？,问题,（一）：,结论：,当,C,调到 150 pF 时，可收听到,的节目。,140,问题,（二）：,信号在电路中产生的电流 有多,大？在,C,上 产生的电压是多少？,已知：,解答：,所希望的信号,被放大了64倍。,141,二、并联谐振,当 时,领先于 (容性),谐振,当 时,理想情况：,纯电感和纯电容,并联。,当 时,落后于 (感性),142,或,理想情况下并联谐振条件,143,非理想情况下的并联谐振,同相时则谐振,144,虚部,实部,则 、同相,虚部=0。,谐振条件：,一、非理想情况下并联谐振条件,145,由上式虚部,并联谐振频率,得：,或,当 时,146,并联谐振的特点,同相。,、,电路的总阻抗最大。,定性分析:,Z,理想情况下,谐振时：,147,总阻抗：,得：,代入,并联谐振电路总阻抗的大小,（见教材P164）,谐振时虚部为零,即:,什么性质?,148,并联谐振,电路总阻抗：,当,时,所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。,149,外加电压一定时，,总电流最小。,Z,外加电流为恒定电流,时，,输出电压最大。,150,并联支路中的电流可能比总电流大。,支路电流可能,大于总电流,电流谐振,151,则,若,品质因素-,Q,:,Q,为支路电流和总电流之比。,当 时,152,并联谐振特性曲线,容性,感性,思考：时,为什么是感性？,153,并联谐振应用举例,替代后，在谐振,频率下放大倍数,将提高。该种频,率的信号得到较,好的放大，起到,选频作用。,154,消除噪声,三、谐振滤波器,利用谐振进行选频、滤波。,令滤波器工作在噪声频率下，,即可消除噪声。,-信号源,-噪声源,已知：,C,接,收,网,络,谐振,滤波器,L,155,提取信号,令滤波器工作在 频率下，,信号即可顺利地到达接收网,络。,-信号源,-噪声源,已知：,接,收,网,络,谐振,滤波器,L,C,156,分析（一）：抑制噪声,信号被滤掉了,令：,消除噪声提取信号,接,收,网,络,谐振,滤波器,157,分析（二）：,提取信号,接,收,网,络,谐振,滤波器,则信号全部降落在接收网络上。,若在,下,158,谐振,滤波器,接,收,网,络,如果 ，,网络应如何设计？,?,思考题：,用上页类似的形式，设计消除噪声、提取信号的电路。,159,第三章,结 束,160,