清华考研_电路原理课件_第12章__电路的频率特性

《清华考研_电路原理课件_第12章__电路的频率特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、清华大学电路原理电子课件江辑光版参考教材：《电路原理》（第2版）清华大学出版社，2007年3月江辑光刘秀成《电路原理》清华大学出版社，2007年3月于歆杰朱桂萍陆文娟《电路》（第5版）高等教育出版社，2006年5月邱关源罗先觉第12章电路的频率特性本章重点12.11串联电路的谐振12.22并联电路的谐振12.33串并联电路的谐振12.44复频率和相量法的推广12.55网络函数12.6滤波器的概念12.7无源滤波器12.8有源滤波器本章重点�本章重点·电路发生谐振的条件·谐振电路的特点·谐振频率的计算·相量法

2、的拓广·网络函数·频率特性·滤波器的概念返回目录12.1串联电路的谐振谐振（resonance）是正弦交流电路在特定条件下所产生的一种特殊物理现象。谐振的定义:+U̇-İ含LC网络在正弦交流稳态下，当含LC的一端口网络输入端的电压、电流同相时，则称该网络处于谐振状态（resonancestate）。一、谐振频率IRùC+jùL1,1_jωC1ùL<ùCω0=1LC根据谐振的定义ωL−1=0即ωL=1ùCùCf0=12πLC谐振频率（resonantfrequency）当ùL>感性当,即容性串联

3、谐振（SeriesResonance）̇谐振角频率（resonantangularfrequency）二、使RLC串联电路发生谐振的条件1.L,C不变，改变电源频率f（角频率ù）2.电源频率f（角频率ù）不变，改变L或C（常改变C）三、RLC串联电路谐振时的特点1.U̇与İ同相。2.入端阻抗Z为纯电阻，即Z=R。电路中阻抗值

4、Z

5、最小。

6、Z

7、R0ù0ù3.电流I达到最大值I0=U/R（U一定）。4.电压U̇R=U̇,U̇L+U̇C=0当ù0L=1/(ù0C)>>R时，UL=UC>>U+U̇_İR

8、UL__jùL1jωC串联谐振又称电压谐振。U̇LU̇R=U̇İU̇C谐振时电压、电流的相量图+U̇R_+̇̇+5.功率负载吸收P=RI02=U2/RQL=ω0LI20QC=−1ω0CI02Q=QL+QC=0电源发出P=UIcosϕ=RI0Q=UIsinϕ=02+u_LQPCR6.能量设u=Umsinù0t则i=UmRsinù0t=Imsinù0tuC=Imù0CC2222电场能量磁场能量WLm=WCm22即:能量交换只在L，C之间进行，与电源间无能量交换。sin(ù

9、0t−90°)=−LImcosù0t=UCmsin(ù0t−90°)wLiwCuCw总四、特性阻抗和品质因数1.特性阻抗（characteristicimpedance）ñ=ù0L=1ù0C=LC单位：Ω仅由电路参数决定。2.品质因数（qualityfactor）QQ=ñR=ω0LR=1ω0RC=1LRC无量纲同样仅由电路的参数决定。Q=ω0LR=ω0LI0RI0=UL0U=UC0U利用：例某收音机C=150pF，L=250mH，R=20Ωñ=L=1290ΩC

10、Q=ñR=65若信号电压10mV,则电感上电压为650mV。避免：电力系统中，由于系统电源电压比较高，一旦发生谐振，会因过电压而损坏设备绝缘。五、RLC串联谐振电路的谐振曲线和选择性1.阻抗的频率特性（frequencycharacteristic）Z=R+j(ωL−1)=

11、Z(ω)

12、∠φ(ω)ωCùCùL−1幅频特性−1RRR

13、Z(ù)

14、

15、Z(ù)

16、XL(ù)ϕ(ù)相频特性RX(ù)ð/20ù0XC(ù)ù0ù0ù–ð/2

17、Z(ω)

18、=R2+(ùL−1)2=R2+(XL+XC)

19、2=R2+X22.电流谐振曲线谐振曲线：电压、电流与频率的关系。幅值关系：I(ù)U/R1U/R20I(ω)=ù0UR2+(ùL−1)2ùCù3.选择性与通用谐振曲线（a）选择性（selectivity）若RLC串联电路中，有不同频率的电压源同时作用时，则接近谐振频率ù0的电流将可能大于其它偏离谐振频率的电流而被选择出来，这种性能在无线电技术中称为“选择性”。I(ù)0ù0ù例+u1_+u2_+u3_R电台1LC一接收器的电路参数为：L=250µH，R=20Ω，C=150pF（已调好），U1

20、=U2=U3=10µV，ù0=5.5×106rad/s，f0=820kHz。电台2电台3f（kHz）ùL（Ω）1ωCX（Ω）I=U/

21、Z

22、（µA）820129012900I0=0.564010001660–660I1=0.015102616121034577I2=0.017（Ω）I(f)I0I2I1I1I0I2I0=3.0%=3.4%06408201200f/kHz选择性的好坏与谐振曲