电子线路10-2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,兰州大学信息科学与工程学院,*,电路分析基础,主讲：张红娟,Email,：,zhhj,2012,年春,兰州大学信息科学与工程学院,2,第十章 频率响应 多频正弦稳态电路,10-1,基本概念,10-2,再论阻抗和导纳,10-3,正弦稳态网络函数,10-4,正弦稳态的叠加,10-5,平均功率的叠加,10-6 RLC,电路的谐振,兰州大学信息科学与工程学院,3,10-6,RLC,电路的频率响应、谐振,一、,RLC,串联电路的网络函数：,兰州大学信息科学与工程学院,4,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,一、,RLC,串联电路的网络函数：,二阶网路函数,1,、幅频响应,w,=0,|A,u,|=0,w,=,|A,u,|=0,若 ，即 时，,带通网络,兰州大学信息科学与工程学院,5,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,一、,RLC,串联电路的网络函数：,2,、相频响应,w,=0,q,z,=90,w,=,q,z,=-90,兰州大学信息科学与工程学院,6,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,二、带通网络的几个参数：,1,、谐振频率,w,=,w,0,时，,|A,u,|,最大,整个回路中的等效阻抗为：,当 ，电抗为零，回路呈现纯电阻性，电压与电流同相，称此时电路发生了串联谐振，称,为谐振频率。,兰州大学信息科学与工程学院,7,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,二、带通网络的几个参数：,当电源频率等于,w,0,时，电路发生谐振。达到谐振：,(1),调节电源频率；,(2),调节,L,、,C,参数（调谐）。,2,、半功率点频率,w,必须为正值，得到两个半功率点,w,1,和,w,2,：,下半功率点：,上半功率点,：,兰州大学信息科学与工程学院,8,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,二、带通网络的几个参数：,2,、半功率点频率,3,、通频带,4,、中心频率,中心频率定义为：,RLC,电路谐振频率一般不等于中心频率，但在高,Q,的情况下，中心频率约等于谐振频率。,兰州大学信息科学与工程学院,9,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,二、带通网络的几个参数：,5,、品质因数,由于 ，所以,故,Q,非常大时：,兰州大学信息科学与工程学院,10,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,二、带通网络的几个参数：,5,、品质因数,Q,值对谐振曲线尖锐程度的影响很大：,Q,值越高，谐振曲线的顶部越尖锐，即衰减得越厉害，说明,Q,值大的电路对不是谐振频率的其它频率的信号抑制能力很强，信号的,选频性能好,；而,Q,值越小，谐振曲线的顶部越圆钝，即衰减不多，说明电路对不是谐振频率的其它频率的信号抑制能力较差，电路的,选频性能差,。,兰州大学信息科学与工程学院,11,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,二、带通网络的几个参数：,5,、品质因数,通频带是指电压衰减到最大电压的,0.707,倍为界限的一段频率范围。显然,Q,值越高，谐振曲线越尖锐，电路的选择性越好，但电路的通频带会因此变窄，从而容易造成传输信号的失真；而,Q,值越低，谐振曲线越平滑，电路的选择性能将因此而变差，但通频带越宽，传输的信号越不容易失真。,谐振电路的,选择性和通频带宽度是一对矛盾,。选择性好的，通频带宽度窄；选择性差的，通频带就宽。实际应用时，须综合考虑两种因素的影响，选择合适的选择性和通频带。,兰州大学信息科学与工程学院,12,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,三、串联谐振的性质,由电感,L,和电容,C,组成的，可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路，统称为,谐振电路,。,在电子和无线电工程中，经常要从许多电信号中选取出我们所需要的电信号，同时把我们不需要的电信号加以抑制或滤除，为此就需要有一个选择电路，即,谐振电路,。另一方面，在电力工程中，有可能由于电路中出现谐振而产生某些危害，例如过电压或过电流。对谐振电路的研究，无论是从利用方面，或是从限制其危害方面来看，都有重要意义。,兰州大学信息科学与工程学院,13,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,三、串联谐振的性质,谐振时电路的特点：,1,、电抗为零，阻抗最小；,2,、电流最大，,，电压电流同相；,3,、,RLC,的电压,谐振时，电感电压与电容电压等值异号，都为输入电压有效值的,Q,倍。,兰州大学信息科学与工程学院,14,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,三、串联谐振的性质,电感和电容吸收等值异号的无功功率，使电路吸收的无功功率为,0,。,电场能量和磁场能量都在不断变化，但此增彼减，互相补偿，这部分能量在电场和磁场之间振荡，全电路电磁场能量总和不变；激励供给电路的能量全转化为电阻发热。,为了维持振荡，激励必须不断供给能量补偿电阻的发热消耗，与电路中总的电磁场能量相比每振荡一次电路消耗的能量越少，电路的,品质,越好，,兰州大学信息科学与工程学院,15,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,三、串联谐振的性质,串联谐振的情况下有可能会出现,U,L,(U,C,),远远大于电源电压,U,s,的现象。串联谐振又称为,电压谐振,。,(a),接收器的调谐电路,(b),等效电路,收音机的输入电路就是一个由电感线圈,(,电阻为,R),与可变电容器,C,组成的串联谐振电路。,兰州大学信息科学与工程学院,16,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,三、串联谐振的性质,当,不同,电台所发出的不同频率的无线电信号被天线线圈,L,1,接收后，经电磁感应作用，在线圈,L,上将感应出不同频率的电压,e,1,(,w,1,),、,e,2,(,w,2,),、,e,3,(,w,3,),等。这些电压就是,RLC,串联谐振电路的信号源。,调节,C,，可以改变,RLC,串联谐振电路的固有频率,w,0,，使它与欲选电台的频率,w,1,相等，这时电路对,e,1,(,w,1,),信号的阻抗最小，因而在电容器两端可获得较高的输出电压，而对于,e,2,(,w,2,),、,e,3,(,w,3,),等信号的电波，,RLC,电路呈现出较高的阻抗,Z,，相应的电流很小，电容两端的输出电压也很小，,这种情况相当于只有频率为,w,1,的电磁波信号被输入电路接收并选择出来，而其他频率的信号不被输入电路所接收，所以收音机就能收到频率为,w,1,的电台信号。,兰州大学信息科学与工程学院,17,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,三、串联谐振的性质,RLC,电路中，,U,C,的最大值发生在什么时候？,(,谐振时，,，是否会有一个其它的频率，,使,得,？,),。,兰州大学信息科学与工程学院,18,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,四、,RLC,简单并联谐振：,导纳为：,兰州大学信息科学与工程学院,19,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,四、,RLC,简单并联谐振：,发生并联谐振时等效电纳为零：,并联谐振的特点：,1,、导纳的模最小，,B=0,Y=G,，电压最大，且与电流 同相。,2,、,并联谐振又称,电流谐振,。,兰州大学信息科学与工程学院,20,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,四、,RLC,简单并联谐振：,如图为,RC,串并联选频网络，试确定该电路的谐振频率和谐振时的 。,根据阻抗串并联的关系和分压公式可得：,10-6 RLC,电路的频率响应、谐振,四、,RLC,简单并联谐振：,例：求图示电路的谐振频率，,K1,。,兰州大学信息科学与工程学院,21,