《谐振电路》PPT课件

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1、第十一章电路的频率响应本章主要内容：网络函数RLC串联电路的谐振RLC串联电路的频率响应RLC并联谐振电路波特图滤波器简介频率响应电路与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，又叫频率响应。通常采用单输入单输出的方式，在输入变量和输出变量之间建立函数关系，来描述电路的频率特性，这一函数关系就称为电路和系统的网络函数。网络函数11.1网络函数网络函数的定义零状态e(t)r(t)激励响应电路在单一激励作用下，其零状态响应r(t)的象函数R(s)与激励e(t)的象函数E(s)之比为该电路的网络函数H(s).1.驱动点

2、函数E(S)I(S)驱动点阻抗驱动点导纳2.转移函数(传递函数)U2(S)I2(S)U1(S)I1(S)RC+_+_uSucR1/SC+_+_US(S)UC(S)例求图示电路的网络函数例14-1求图示电路的冲激响应h(t)。RC+_(t)ucGsC+_1UC(S)例14-2图示电路为一低通滤波器。已知：L1=1.5H，C2=4/3F，L3=0.5H，R=1。求电压转移函数H1(s)和驱动点导纳函数H2(s)。C2Ru2(t)i1(t)L1L3＋u1(t)－i2(t)1/sC2RU2(s)I1(s)sL1sL3＋U1(s)－I2(

3、s)I1(s)I2(s)频率特性表示方法11.2串联电路的谐振谐振(resonance)是正弦电路在特定条件下所产生的一种特殊物理现象，谐振现象在无线电和电工技术中得到广泛应用，对电路中谐振现象的研究有重要的实际意义。含有R、L、C的一端口电路，在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。1.谐振的定义R,L,C电路发生谐振RjL+_2.串联谐振的条件谐振角频率(resonantangularfrequency)谐振频率(resonantfrequency)谐振条件仅与电路参数有关串联电路实现谐振的方式：（1）

4、LC不变，改变w。（2）电源频率不变，改变L或C(常改变C)。0由电路本身的参数决定，一个RLC串联电路只能有一个对应的0,当外加频率等于谐振频率时，电路发生谐振。3.RLC串联电路谐振时的特点入端阻抗Z为纯电阻，即Z=R。电路中阻抗值

5、Z

6、最小。电流I达到最大值I0=U/R(U一定)。X()

7、Z()

8、XL()XC()R0Z()ORjL+_+++___(2)LC上的电压大小相等，相位相反，串联总电压为零，也称电压谐振，即特性阻抗品质因数当＝w0L=1/(w0C)>>R时，UL=UC>>U例某收音机L=0.3mH

9、，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1.5V求谐振电流和此时的电容电压。+_LCRu解(3)谐振时的功率P=UIcos＝UI＝RI02=U2/R，电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。电源不向电路输送无功。电感中的无功与电容中的无功大小相等，互相补偿，彼此进行能量交换。+_PQLCR例一接收器的电路参数为：U=10Vw=5103rad/s,调C使电路中的电流最大，Imax=200mA，测得电容电压为600V，求R、L、C及Q+_LCRuV解1.G、C、L并联电路GCL并

10、联11.3并联电路的谐振+_GCL谐振角频率RLC串联GCL并联

11、Z

12、ww0OR0OI()U/R0OU()IS/G

13、Y

14、ww0OGRLC串联GCL并联电压谐振电流谐振UL(w0)=UC(w0)=QUIL(w0)=IC(w0)=QIS2.电感线圈与电容器的并联谐振实际的电感线圈总是存在电阻，因此当电感线圈与电容器并联时，电路如图：谐振时B=0，即CLR（1）谐振条件此电路发生谐振是有条件的，在电路参数一定时，满足一般线圈电阻R<<L，则等效导纳为：等效电路谐振角频率GeCL(b)电流一定时，总电压达最大值：(c)支路电流

15、是总电流的Q倍，设R<<L(a)电路发生谐振时，输入阻抗达最大值：（2）谐振特点例如图R=10的线圈其QL=100，与电容接成并联谐振电路，如再并联上一个100k的电阻，求电路的Q.解CLR100k等效电路CLRe100k例如图RS=50k，US=100V，0=106，Q=100，谐振时线圈获取最大功率，求L、C、R及谐振时I0、U和P。解CLR50k－＋－＋uSi0u11.4滤波器简介工程上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，使输出端口所需要的频率分量能够顺利通过，而抑制不需要的

16、频率分量，这种具有选频功能的中间网络，工程上称为滤波器。滤波器原理：