第11章电路的频率响应

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1、第11章电路的频率响应教研室：基础教研室教师姓名：课程名称电路（二）授课专业及班次授课内容网络函数概念，RLC串联谐振的条件、频率、和特点。RLC串联电路的频率特性。RLC并联电路的谐振及频率特性。波特图，滤波器。授课方式及学时讲授、讨论，4学时目的要求熟练掌握RLC串联谐振的条件、频率、和特点。掌握网络函数概念，RLC并联谐振的条件、频率、和特点。了解二阶网络函数的频率特性。重点与难点重点：RLC串联谐振的条件、频率、和特点。难点：RLC串联电路的频率特性，二阶网络函数的频率特性。讲授内容及时间分配（1）网络函数概念，RLC串联谐振的条件、频率、和特点。RLC串联电路

2、的频率特性。（2学时）、（2）RLC并联电路的谐振及频率特性，波特图，滤波器。（2学时）教具多媒体、黑板、粉笔参考资料§11-1网络函数当电路中激励源的频率变化时，电路中的感抗、容抗将跟随频率变化，因此，分析研究电路和系统的频率特性就显得格外重要。频率特性：电路和系统的工作状态跟随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，又称频率响应。1.网络函数的定义在正弦稳态电路中，单一激励源作用时，网络函数定义为响应比上激励。2.网络函数的物理意义（1）驱动点函数：同一端口的比激励是电流源，响应是电压驱动点阻抗激励是电压源，响应是电流驱动点导纳（2）转移函数(传递函数)：不同端

3、口的比激励是电压源激励是电流源转移导纳转移阻抗转移电压比转移电流比3.网络函数的特点（1）是一个复数，它的频率特性分为两个部分：幅频特性模与频率的关系相频特性幅角与频率的关系（2）网络函数可以用相量法求解获得。例11-1：求图示电路的网络函数解列网孔方程解电流转移导纳转移电压比注意：①以网络函数中的最高次方的次数定义网络函数的阶数。②由网络函数能求得网络在任意正弦输入时的端口正弦响应，即有③网络函数等于单位激励的响应。§11-2RLC串联电路的谐振一、RLC串联电路1.阻抗：2.谐振条件：电压与电流同相。3.谐振频率：①②谐振频率又称固有频率和自由频率，可使电路发生谐振

4、或消除谐振。二、串联谐振的特征1.谐振阻抗：2.谐振电流：，在输入电压有效值不变的情况下，电流为最大，所有电压都加在电阻上，串联部分总电压为0。3.电压谐振：若4.品质因数谐振系数①若过电压；②，谐振两端的等效阻抗为零（相当于短路）。5.谐振时的功率没有无功功率，只有有功功率。6.谐振时能量例见教材p285例11-2§11-3RLC串联电路的频率响应1.幅频特性相频特性2.，①，曲线出现高峰，输出达到了最大（）；②时，输出逐渐下降；③值大，曲线在谐振点附近形状尖锐，选择性好。通频带：发生，值大，通频带窄，选择性好。3.和的频率特性如下图。i)当值很大时，两峰值的频率向谐

5、振频率接近；ii)当时，两者都没有峰值。iii)从图中可以得到低通截止频率，通频带和高通截止频率，通频带。例见教材p290例11-3§11-4RLC并联谐振电路一、并联电路1.并联谐振：电压与电流同相2.谐振条件：3.输入导纳为最小最小输入阻抗最大4.端电压达最大值5.电流谐振：6.品质因数若过电流7.无功功率：二、电感线圈和电容并联的谐振电路谐振时，①当时，才是实数；若时，电路不会谐振；②当电感线圈的阻抗角很大，谐振时有过电流出现在电感支路和电容中；③谐振时输入导纳相当于一个电阻④当时，并联电路的并联谐振情况比较接近。§11-5波特图用对数坐标描绘的频率响应图就称为频

6、响波特图。波特图分为幅频涂和相频图，绘制波特图前，需对网络函数进行一些处理：将波特图化为指数形式后取对数，所得结果实部为对数模，虚部为相移函数。在画图时，横轴坐标采用对数频率，幅频波特图用分贝表示对数模，作纵轴；相频波特图用相移作纵轴。具体绘制方法见293页例11-4§11-6滤波器简介根据输出端口对信号频率范围的要求，设计专门的网络，置于输入输出端口之间，使输出端口所需频率分量能够顺利通过，而抑制不需要的频率分量，这种具有选频功能的网络，称为滤波器。通常将希望保留的频率范围称为通带，希望抑制的频率范围称为阻带。一般可分为低通、高通、带通和带阻四种类型。所谓滤波就是利用

7、容抗或感抗随频率改变而改变的特性，对不同频率输入信号产生不同的响应，让需要的某一频带的信号顺利通过，而抑制不需要的其他频率的信号。滤波电路通常可分为低通，高通和带通等多种。除了RC电路外其他电路也可以组成滤波电路。电路输出电压与输入电压的比值称为电路的传递函数或转移函数，用T（jω）表示，它是一个复数。随ω变化的特性称为幅频特性。随ω变化的特性称为相频特性，两者统称频率特性。1.低通滤波器在实际应用中，输出电压不能下降过多。通常规定：当输出电压下降到输入电压的0.707倍时所对应的频率ω0，而将频率范围[0，ω0]称为通频带。ω0又称为截