电路分析基础 教学课件 作者 毕淑娥 第5章.ppt

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1、第5章电路的频率响应内容提要本章主要介绍正弦稳态电路的频率响应。主要介绍网络函数与频率特性、滤波器电路、RLC串联、并联谐振电路。5.1网络函数与频率特性5.3RLC串联谐振5.2滤波器电路5.4RLC并联谐振收音机接收电路如左图所示，其等效电路如右图所示。其中e1、e2、e3为来自各电台所发出的无线电信号的感应电动势，L为等效电感，RL为电感的绕线电阻，C为可调电容。在无线电技术中，通常用此电路来接收信号并将接收到的信号进行放大。在此电路中，如果要选出电台一传送的信号e1，只要调节电容的数值就可以了。那么，这个电路是什么原理？应该满足什么条件？【引例】

2、在线性正弦稳态网络中，当只有一个独立激励源作用时，网络中某一处的响应（电压或电流）与网络输入之比，称为该响应的网络函数。5.1网路函数与频率特性5.1.1网络函数转移导纳转移阻抗转移电压比转移电流比激励是电压源激励是电流源H(j)与网络的结构、参数值有关，与输入、输出变量的类型以及端口对的相互位置有关，与输入、输出幅值无关。因此网络函数是网络性质的一种体现。H(j)是一个复数，它的频率特性分为两个部分，即模与频率的关系幅频特性幅角与频率的关系相频特性网络函数可以用相量法中任一分析求解方法获得。5.1.2网络函数的频率特性工程上根据输出端口对信号频率范

3、围的要求，设计专门的电路，置于输入－输出端口之间，使得输出端口所需要的频率分量能够通过，而抑制不需要的频率分量，这种具有选频功能的电路，称为滤波器。5.2滤波器电路5.2.1RC一阶高通滤波器幅频特性曲线和相频特性曲线为a)幅频特性b)相频特性由图可以看出具有抑制低频分量、保留高频分量的作用，即为高通滤波器。令当时，此时对应的频率为转折角频率或截止角频率。引入截止频率后，一阶高通网络的网络函数可表示为C1、C2均可以忽略，得中频时等效电路为5.2.2RC带通滤波器1.中频时2.低频时C1保留、C2忽略，得低频时等效电路为3.高频时C2保留、C1忽略，得高

4、频时等效电路为综合得完整的频率特性为其中5.2.3RLC带通滤波器幅频特性和相频特性分别为电路的频率特性如下两图所示谐振是正弦稳态电路中的一种特殊现象。按电路的组成形式可分为串联谐振和并联谐振。在RLC电路中，电压、电流同相位的这种状态称为谐振。5.3RLC串联谐振5.3.1RLC串联谐振的条件谐振条件此时谐振角频率谐振频率1.谐振阻抗、谐振电流、谐振电压与品质因数谐振阻抗最小谐振电流最大5.3.2RLC串联谐振的特征电感和电容上的电压其作用是将输入电压放大很多倍！在工程应用中常常利用谐振获取信号。品质因数谐振时电感电压或电容电压与电源电压的比值。2.串

5、联谐振时的频率特性（1）阻抗的频率特性阻抗的频率特性曲线及相频特性曲线如下两图所示（2）电流的频率特性电流的谐振曲线如图所示（3）谐振的选择性与通频带谐振的选择性就是选择有用信号的能力，在电路中，接近于谐振频率的电流成分将大于其他偏离谐振频率的电流成分而被选择出来。电流的相对值为Q值与频率特性曲线的关系如图所示通频带为收音机接收电路接收天线与C：组成谐振电路将选择的信号送接收电路5.3.3串联谐振的应用组成谐振电路，选出所需的电台。为来自3个不同电台（不同频率）的电动势信号；【例5.1】已知某晶体管收音机输入回路的等效电感电感绕线电阻为今欲收听载波频率为

6、电压有效值为的信号。（1）此时调谐电容的数值和品质因数（2）谐振电流的有效值和电容两端电压的有效值。试求：收音机输入电路的等效电路【解】（1）（2）谐振电流为谐振时电容上的电压为可见，电容上的电压是输入电压的313倍。收音机输入电路的等效电路谐振时的角频率和频率分别为5.4RLC并联谐振5.4.1并联谐振的条件并联谐振的条件为1.导纳为最小值，阻抗达到最大，2.电路的端电压将达到最大值3.谐振时，流过电感和电容的电流分别为若则5.4.2并联谐振的特征电流谐振4.品质因数谐振时电感电流或电容电流与电流源电流的比值。通频带5.实际RLC并联谐振电路得谐振条件

7、：或当时相量图【例5.2】在图示电路中，已知电流源，试求：电路发生谐振时的阻抗、阻抗上端电压U0及电路的品质因数。【解】谐振阻抗阻抗上的端电压为电路的品质因数为第5章结束