[初中教育]电路分析第10章 频率响应 多频正弦稳态电路

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1、第十章频率响应多频正弦稳态电路§10-1基本概念§10-4正弦稳态的叠加§10-5平均功率的叠加§10-6RLC电路的谐振§10-2再论阻抗和导纳§10-3正弦稳态网络函数1第10章频率响应多频正弦稳态电路学习目的：学会对多种频率正弦稳态电路的分析和计算。学习重点：多种频率电源的功率、电压、电流的计算。学习难点：谐振电路的计算。关键词：多频、谐振。2电路响应随激励频率变化的关系称为电路的频率响应。§10-1基本概念多个不同频率激励下的稳态电路。多频正弦稳态电路的分析仍可采用相量法，但只能逐个频率分别处理，最后再用叠加方法求得结果。1.频率响应2.多频正弦稳态电路3.多频正弦

2、稳态电路的分析方法3+U–·I·N0wZ=UI··=UIψu–ψi=

3、Z

4、jZ§10-2再论阻抗和导纳Z(jw)=R(w)+jX(w)1.网络阻抗定义

5、Z(jw)

6、——幅频特性j(w)——相频特性频率特性Z与w的关系称为阻抗的频率特性。

7、Z

8、与w的关系称为阻抗的幅频特性。j与w的关系称为阻抗的相频特性。幅频特性和相频特性通常用曲线表示。Z(jw)=R(w)+jX(w)=

9、Z(jw)

10、jZ(w)2.网络阻抗的频率特性41.定义：单激励时，响应相量与激励相量之比称为网络函数。网络函数H(j)=响应相量激励相量2.策动点函数：同一对端钮上响应相量与激励相量的比称为策动点函

11、数或称驱动点函数。+U1–·I1·N0w+U1–·I1·N0w策动点函数§10-3正弦稳态网络函数网络函数H策动点函数转移函数策动点阻抗策动点导纳53.转移函数：不同对端钮上响应相量与激励相量的比叫转移函数。根据指定响应相量与激励相量的不同，转移函数分为以下四种：(1)转移阻抗(2)转移导纳ZL+U2–·I1·N0wZL+U1–·I2·N0w6(3)电压转移函数(4)电流转移函数ZL+U1–·N0w+U2–·I2·ZL+U2–·I1·N0w策动点函数转移函数网络函数H(jw)=

12、H(jw)

13、j(w)

14、H(jw)

15、——幅频特性j(w)——相频特性频率特性74.网络函数的求法

16、根据相量模型，可选择用串联分压，并联分流，支路电流法，节点分析法，网孔分析法，叠加原理，戴维南定理和诺顿定理等等各种方法。电感或电容元件对不同频率的信号具有不同的阻抗，利用感抗或容抗随频率而改变的特性构成四端网络，有选择地使某一段频率范围的信号顺利通过或者得到有效抑制，这种网络称为滤波电路。5.滤波电路下面以RC电路组成的滤波电路为例说明求网络函数和分析电路频率特性的方法。CR+u1–+u2–8低通滤波电路可使低频信号较少损失地传输到输出端，高频信号得到有效抑制。低通滤波电路u1是输入电压信号，u2是输出电压信号，两者都是频率的函数。RjwC1+U1–·+U2–·CR+u1

17、–+u2–电压转移函数=Au=U2·U1·jwC1R+jwC1=1+jwCR19=11+(wCR)2–arctgwCR

18、Au

19、=11+(wCR)2幅频特性相频特性j=–arctgwCR=Au=U2·U1·jwC1R+jwC1=1+jwCR1RjwC1+U1–·+U2–·低通滤波电路10幅频特性0.707

20、Au

21、1ωCω0幅频特性曲线表明此RC电路具有低通特性。

22、Au

23、=11+(wCR)2w=0时，

24、Au

25、=1，电容阻抗无穷大幅频特性w=∞时，

26、Au

27、=0，电容阻抗等于0当w=wC=RC1=t1时U1U2=12=0.707输出电压为最大输出电压的0.707倍wC称为

28、截止频率，0~wC为低通网络的通频带。CR+u1–+u2–半功率点频率11（b）相频特性ωC0j-π/4-π/2ω相频特性说明输出电压总是滞后于输入电压的，因此，这一RC电路又称为滞后网络。

29、Au

30、=11+(wCR)2幅频特性w=0时，j=0相频特性w=∞时，j=–90˚j=–arctgwCR当w=wC=RC1=t1时，j=–45˚0.707

31、Au

32、1ωCω0（a）幅频特性12230tuUm(a)20tuUm4(b)20tuUm(c)几种非正弦周期电压的波形20tuUm（d）以非正弦规律作周期变化的电压、电流称为周期性非正弦电压、电流。§10-4

33、正弦稳态的叠加一、周期性非正弦函数13一切满足狄里赫利条件的周期函数都可以展开为傅里叶三角级数。设周期函数为f(t),其角频率为,可以分解为下列傅里叶级数：f(t)=A0+A1mcos(t+1)+A2mcos(2t+2)+······=A0+Akmcos(kt+k)k=1A0不随时间变化，称为恒定分量或直流分量。A1mcos(t+1)的频率与非正弦周期函数的频率相同，称为基波或一次谐波;其余各项的频率为周期函数的频率的整数倍,分别称为二次谐波、三次谐波等等。二、周期性非正弦函数的展开14几