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第八章 网络函数和 频率特性

第八章 网络函数和 频率特性. 网络函数与频率特性. §8.1 网络函数 §8.2 RC 电路的频率特性 §8.3 谐振电路 §8.4 谐振电路的频率特性. 网 络. 网络函数：. § 8-1 网络函数. 概念： 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） 。. 网络函数. 电路的频率响应，是电路指定输入与输出的频率特性，频率响应的研究是通过正弦交流电路的网络函数来进行的。. 定义 ：在正弦稳态条件下，响应相量与激励相量之比。. 1 、策动点函数. 响应与激励都属同一端口.

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第八章 网络函数和 频率特性

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Presentation Transcript

  1. 第八章 网络函数和 频率特性

  2. 网络函数与频率特性 §8.1 网络函数 §8.2 RC电路的频率特性 §8.3 谐振电路 §8.4 谐振电路的频率特性

  3. 网 络 网络函数： § 8-1 网络函数 概念：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）。

  4. 网络函数 电路的频率响应，是电路指定输入与输出的频率特性，频率响应的研究是通过正弦交流电路的网络函数来进行的。 定义：在正弦稳态条件下，响应相量与激励相量之比。 1、策动点函数 响应与激励都属同一端口 （1）策动点阻抗 Z0= U/I （2）策动点导纳 Y0= I/U

  5. 2、转移函数 响应和激励不在同一端口 （1）转移电压比 AU= （2）转移电流比 Ai= （3）转移阻抗 ZT= （4）转移导纳 YT=

  6. 我们用H(jω)来泛指各类函数，一般情况下H(jω)是一个复数，可表示为：我们用H(jω)来泛指各类函数，一般情况下H(jω)是一个复数，可表示为： H(jω)= ︱H(jω)︱∠θ(ω) 式中︱H(jω)︱是网络函数的模，等于响应幅值与激励幅值之比，是ω的函数——幅频特性 θ(ω)是H(jω)的辐角，等于响应与激励的相位差，是ω的函数——相频特性

  7. 网络的传递函数： § 8-2 RC电路的频率响应 一、一阶RC低通电路 滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分。

  8. 低通滤波器的传递函数

  9. --- 幅频特性：输出与输入有效值 之比与频率的关系。 其中： 相频特性：输出与输入相位差 与频率的关系。 ---

  10. 1 幅频特性 0 ：截止频率 ：带宽 0 ~ 相频特性 低通滤波器的频率特性

  11. 幅频特性上 时，叫 3 分贝点或半功率点。 分贝数定义： 半功率点： 三分 贝点 当 时， 1

  12. 高通滤波器的传递函数 二、一阶RC高通电路 滤掉输入信号的低频成分，通过高频成分。

  13. 幅频特性 1 相频特性 高通滤波器的频率特性

  14. R R C C R R 令： 则： 三、RC串并联网络

  15. 幅频特性

  16. 串联谐振：L与 C串联时u、i同相 谐振 并联谐振：L与 C并联时u、i同相 §8.3 谐振电路 谐振概念： 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。

  17. R 若令： L 则： 、 同相 C 谐振  串联谐振的条件是： 串联谐振电路 串联谐振的条件

  18. 谐振频率：

  19. 当 时  当电源电压一定时：  U、I同相 UC 、UL将大于  电源电压U 串联谐振的特点

  20. 当 时， 、 谐振时： 注：串联谐振也被称为电压谐振

  21. 品质因素 ——Q值 谐振时:  在谐振状态下,若 R>XL、R>XC ，Q则体现了电容或电感上电压比电源电压高出的倍数。 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。

  22. I 谐振电流 谐振频率 下限截止频率 上限截止频率 通频带 串联谐振特性曲线

  23. (c) 不变， (a) 不变， (b) 不变， 不变， 变化。 变化。 变化。 关于谐振曲线的讨论 分以下三种情况：

  24. （1） 不变 即LC不变 R小 R大 改变 R改变 （2） 不变， 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） 变化。 谐振曲线讨论（之一）

  25. （1） 不变 即U、R不变 分析： （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 不变， 变化。 谐振曲线讨论（之二）

  26. 不变， 不变 分析： （LC）、R不变， 或 ？ 如何改变 可以 证明： 不变， 可见 与 Q相关。 不变， 变化。 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。

  27. 容性 感性 串联谐振时的阻抗特性

  28. 接收天线 与 C：组成谐振电路 将选择的信号送 接收电路 串联谐振应用举例 收音机接收电路

  29. 为来自3个不同电台（不同频率）的电动势信号；为来自3个不同电台（不同频率）的电动势信号； 组成谐振电路 ，选出所需的电台。

  30. 如果要收听 节目，C 应配多大？ 问题（一）： 解： 结论：当 C 调到 150 pF 时，可收听到 的节目。 已知：

  31. 已知： 所希望的信号 被放大了64倍。 解答： 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？

  32. 当 时 当 时 落后于 (感性) 当 时 领先于 (容性) 谐振 并联谐振 理想情况：纯电感和纯电容并联。

  33. 或 理想情况下并联谐振条件

  34. 同相时则谐振 非理想情况下的并联谐振

  35. 实部 虚部 则 、 同相 虚部=0。 谐振条件： 一、非理想情况下并联谐振条件

  36. 得： 当 时 或 并联谐振频率 由上式虚部

  37. 同相。 、  Z  电路的总阻抗最大。 定性分析: 理想情况下 谐振时： 并联谐振的特点

  38. 谐振时虚部为零,即: 代入 什么性质? 总阻抗： 得： 并联谐振电路总阻抗的大小

  39. 时 当 并联谐振 电路总阻抗： 所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。

  40. Z  外加电压一定时， 总电流最小。 外加电流为恒定电流时， 输出电压最大。 

  41. 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

  42. 若  则 当 时, 品质因素--Q : Q为支路电流和总电流之比。

  43. 感性 容性 思考： 时 为什么是感性？ 并联谐振特性曲线

  44. 再见

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