电路的频率特性2012ppt课件.ppt

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1、第12章电路的频率特性12.1串联电路的谐振12.2并联电路的谐振本章重点12.3串并联电路的谐振12.4复频率和相量法的推广12.5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电路发生谐振的条件谐振电路的特点谐振频率的计算相量法的拓广网络函数频率特性滤波器的概念返回目录谐振（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: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）。+-含LC网络12.1串联电路的谐振RjL+_一、谐振频率串联谐振（Se

2、riesResonance）谐振角频率（resonantangularfrequency）谐振频率（resonantfrequency）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w）2.电源频率f（角频率w）不变，改变L或C（常改变C）三、RLC串联电路谐振时的特点w0

3、Z

4、w0R2.入端阻抗Z为纯电阻，即Z=R。电路中阻抗值

5、Z

6、最小。3.电流I达到最大值I0=U/R（U一定）。RjL+_+++___4.电压当w0L=1/(w0C)>>R时，UL=UC>>U串联谐振又称电压谐振。谐振时电压、电流的相量图5.功率P=RI02=U2/R负载吸收电源发出PQ+_LC

7、Ru即:能量交换只在L，C之间进行，与电源间无能量交换。6.能量设则电场能量磁场能量WLm=WCmiuCwLwCw总四、特性阻抗和品质因数1.特性阻抗（characteristicimpedance）单位：仅由电路参数决定。2.品质因数（qualityfactor）Q同样仅由电路的参数决定。无量纲利用：例某收音机C=150pF，L=250mH，R=20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。若信号电压10mV,则电感上电压为650mV。避免：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）幅频特

8、性相频特性X()

9、Z()

10、XL()XC()R0

11、Z()

12、0()00–/2/22.电流谐振曲线谐振曲线：电压、电流与频率的关系。幅值关系：00I()U/R1U/R2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w0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”。3.选择性与通用谐振曲线（a）选择性（selectivity）00I()例一接收器的电路参数为：L=250mH，R=20W，C=150pF（已调好），U1=U2=U3=10mV，w0=5.5106rad/s，f0=820kHz。+_+_+L

13、CRu1u2u3_f（kHz）电台1电台2电台3L（）8206401026X（）1290166010340–660577129010001612I0=0.5I1=0.015I2=0.017I=U/

14、Z

15、（mA）选择性的好坏与谐振曲线的形状有关，形状愈尖选择性愈好。若LC不变，R大，曲线平坦，选择性差。8206401200I(f)f/kHz0I0I2I1（b）通用谐振曲线令＝/0，可得Q=0.5Q=1Q=10101串联谐振电路的通用谐振曲线4.UL(w)与UC(w)的频率特性UUC(Cm)QUCmLmUL()UC()0U()1当=Cm时，UC()获最大值；当=

16、Lm时，UL()获最大值。且UC(Cm)=UL(Lm)。Q越大，wLm和wCm越靠近w0。wLm•wCm=w02可以证明返回目录一、简单G、C、L并联电路对偶：RLC串联GCL并联12.2并联电路的谐振+_GCL并联谐振（ParallelResonance）RLC串联GCL并联

17、Z

18、ww00R00I()U/R00U()IS/G

19、Y

20、ww00GRLC串联GCL并联电压谐振电流谐振UL(w0)=UC(w0)=QUIL(w0)=IC(w0)=QISQ推导过程如下：由定义得二、电感线圈与电容并联谐振时B=0，即由电路参数决定。求得jLR+-谐振时的电压、电流相量图当电路发生谐振时

21、，电路的入端阻抗为返回目录由纯电感和电容所构成的串并联电路12.3串并联电路的谐振（a）L1L3C2（b）L1C2C3电路既可以发生串联谐振（Z=0），又可以发生并联谐振（Z=）。有两个谐振点。定性分析定量分析：图（a）电路：当Z(w)=，即分母为零当Z(w)=0，即分子为零可求得（w1