电路 第11-1章 电路的频率响应
电路知识点总结
第一章：电路模型和电路定理一．电流、电压、功率概念1.电流的参考方向可以任意指定，分析时：若参考方向与实际方向一致,则i>0，反之i〈0。
电压的参考方向也可以任意指定，分析时：若参考方向与实际方向一致，则u>0反之u〈0。
2．功率平衡一个实际的电路中，电源发出的功率总是等于负载消耗的功率.3．欧姆定律:，,运用欧姆定理的时候要先判断电压与电流方向是否关联,如果不关联需要加负号4．电路的断路与短路电路的断路处：I＝0，U≠0电路的短路处:U＝0，I≠0三．基尔霍夫定律1．几个概念：支路：是电路的一个分支。
结点：三条（或三条以上）支路的联接点称为结点。
回路：由支路构成的闭合路径称为回路。
网孔：电路中无其他支路穿过的回路称为网孔.2．基尔霍夫电流定律：(1）定义：任一时刻,流入一个结点的电流的代数和为零。
或者说：流入的电流等于流出的电流。
(2）表达式：i进总和=0 或: i进=i出（3）可以推广到一个闭合面.3．基尔霍夫电压定律(1）定义：经过任何一个闭合的路径，电压的升等于电压的降。
或者说:在一个闭合的回路中，电压的代数和为零。
或者说：在一个闭合的回路中，电阻上的电压降之和等于电源的电动势之和. (2)基尔霍夫电压定律可以推广到一个非闭合回路第二章电阻电路的等效变换1。
等效概念：两个两端电路，端口具有相同的电压、电流关系，则称它们是等效的电路。
对外等效,对内不等效2.串联电路的总电阻等于各分电阻之和,各电阻顺序连接,流过同一电流,串联电阻具有分压作用,3。
电阻并联等效电导等于并联的各电导之和，并联电阻具有分流作用4。
电阻的Y形连接和形连接的等效变换，.若三个电阻相等（对称），则有5．理想电压源(1) 不论负载电阻的大小，不论输出电流的大小，理想电压源的输出电压不变。
理想电压源的输出功率可达无穷大。
（2）理想电压源不允许短路.6．理想电流源（1）不论负载电阻的大小，不论输出电压的大小，理想电流源的输出电流不变。
三极管放大电路的频率响应
ωH =
1
τ ωH 1 1 fH = = = 2π 2πτ 2πRC
Au =
ω 1+ j ωH
1
=
1 f 1+ j fH
23
三、RC电路的频率响应
用幅值与相角表示：
Au =
1 f 1+ f H
2
称为幅频特性
f = arctan fH
称为相频特性
24
三、RC电路的频率响应
Au =
15
三、RC电路的频率响应
与耦合电容相反，由于半导体管极间电容的存在， 对信号构成了低通电路，即对于频率足够低的信号相 当于开路，对电路不产生影响；而当信号频率高到一 定程度时，极间电容将分流，从而导致放大倍数的数 值减小且产生相移。 为了便于理解有关频率响应的基本要领，这里将 对无源单极RC电路的频率响应加以分析。
2
一、频率失真及不失真条件
如图所示，某待放大的信号是由基波（ω1）和三次谐波 （3 ω1 ）所组成。
3
一、频率失真及不失真条件
由于电抗元件的存在，使放大器对三次谐波的放大倍数小于 对基波的放大倍数，那么放大后的信号各频率分量的大小比例将 不同于输入信号。人们称这种由于放大倍数随频率变化而引起的 失真为振幅频率失真。
1 f 1+ f H
2
f = arctan fH
当f << f H 时， Au ≈ 1, ≈ 00 1 , = 450 2 fH 当f >> f H 时， Au ≈ , 表明f每升高10倍， Au 降低10倍。 f 当f = f H 时， Au = 当f趋于无穷时， Au 趋于0，趋于 900 因此，该电路叫RC低通电路，f H 称为上限截止频率。
邱关源《电路》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
（3）图1-14(c)所示
电阻吸收功率：
电流源u、i参考方向关联，吸收功率： 电压源u、i参考方向非关联，发出功率： 1-6 以电压U为纵轴，电流I为横轴，取适当的电压、电流标尺，在同一坐标上：画出以下元件及支路的电 压、电流关系(仅画第一象限)。 (1)US =10 V的电压源，如图1-15(a)所示； (2)R=5 Ω线性电阻，如图1-15(b)所示； (3)US 、R的串联组合，如图1-15(c)所示。
（a） （b） 图1-4
说明：a．电压源为一种理想模型；b．与电压源并联的元件，其端电压为电压源的值；c．电压源的功率
从理论上来说可以为无穷大。 ② 理想电流源
理想电流源的符号如图1-5（a）所示。其特点是输出电流总能保持一定或一定的时间函数，且电流值大小 由电流源本身决定，与外部电路及它的两端电压值无关，如图1-5（b）所示。
1-3 求解电路以后，校核所得结果的方法之一是核对电路中所有元件的功率平衡，即一部分元件发出的总 功率应等于其他元件吸收的总功率。试校核图1-12中电路所得解答是否正确。
图1-12 解： A元件的电压与电流参考方向非关联，功率为发出功率，其他元件的电压与电流方向关联，功率为吸
收功率。
总发出功率：PA =60×5=300 W； 总吸收功率：PB ＋PC ＋PD ＋PE =60×1＋60×2＋40×2＋20×2=300 W；
目 录
8.2 课后习题详解 8.3 名校考研真题详解 第9章 正弦稳态电路的分析 9.1 复习笔记 9.2 课后习题详解 9.3 名校考研真题详解 第10章 含有耦合电感的电路 10.1 复习笔记 10.2 课后习题详解 10.3 名校考研真题详解 第11章 电路的频率响应 11.1 复习笔记 11.2 课后习题详解 11.3 名校考研真题详解 第12章 三相电路 12.1 复习笔记 12.2 课后习题详解 12.3 名校考研真题详解 第13章 非正弦周期电流电路和信号的频谱 13.1 复习笔记 13.2 课后习题详解 13.3 名校考研真题详解 第14章 线性动态电路的复频域分析 14.1 复习笔记 14.2 课后习题详解 14.3 名校考研真题详解 第15章 电路方程的矩阵形式 15.1 复习笔记 15.2 课后习题详解 15.3 名校考研真题详解 第16章 二端口网络 16.1 复习笔记
电路分析第1章 集总参数电路
2013-7-14
课件制作：高洪民
27
§1-1
电路及集总电路模型
也可分为有源元件和无源元件： (1)有源元件: 独立源：电压源，电流源。 受控源：电压控制电压源，电流控制电压源， 电压控制电流源，电流控制电流源 (2)无源元件: 电阻元件，电容元件，电感元件，耦合电感， 理想变压器。 （3）实际元件的模型: 一个实际元件在某种条件下都可以找到它的模型。 有些实际元件的模型比较简单，可以由一种理想元件构 成，有些实际元件的模型比较复杂，要用几种理想元件 来构成。
2013-7-14 课件制作：高洪民 2
1 学习本课程的目的和任务
21世纪是高科技发展的世纪，21世纪将是 知识经济占国际经济主导地位的世纪。面向21 世纪的高等教育质量目标，概括地说，就是注 意素质培养和能力培养，加强基础，拓宽专业， 造就研究型大学，培养全面适应新世纪的创新 性人才，满足21世纪对信息类专业人才的要求。
课件制作：高洪民 18
第一章 集总参数电路中电压、电流的约束关系
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10
2013-7-14
电路及集总电路模型 电路变量，电流、电压及功率 基尔霍夫定律 电阻元件 电压源 电流源 受控源 分压公式和分流公式 两类约束，KCL、KVL方程的独立性 支路分析：支路电压法和支路电流法
学习本课程的目的：
本课程是技术基础理论课，主要使学生获 得有关电路分析方面的基本理论、基本知识和 基本技能，为学习后续课程以及今后从事工程 技术工作打好基础。
2013-7-14 课件制作：高洪民 3
3 推荐参考书及资料来源
教材：李瀚荪，电路分析基础，高等教育出 版社，2006年5月．第4版 《电路原理》（上、下）．江泽佳．高教出 版社．1992年．第三版 《电网络理论》（上、下）．美．巴拉巴尼 安著．夏承铨等译．高等教育出版社．1982 年
电路原理课后习题答案
第五版《电路原理》课后作业之宇文皓月创作第一章“电路模型和电路定律”练习题1-1说明题1-1图（a）、（b）中：（1）u、i的参考方向是否关联？（2）ui乘积暗示什么功率？（3）如果在图（a）中u>0、i<0；图（b）中u>0、i>0，元件实际发出还是吸收功率？（a）（b）题1-1图解（1）u、i的参考方向是否关联？答：(a) 关联——同一元件上的电压、电流的参考方向一致，称为关联参考方向；(b) 非关联——同一元件上的电压、电流的参考方向相反，称为非关联参考方向。
（2）ui乘积暗示什么功率？答：(a) 吸收功率——关联方向下，乘积p = ui > 0暗示吸收功率；(b) 发出功率——非关联方向，调换电流i的参考方向之后，乘积p = ui < 0，暗示元件发出功率。
（3）如果在图 (a) 中u>0，i<0，元件实际发出还是吸收功率？答：(a) 发出功率——关联方向下，u > 0，i < 0，功率p为负值下，元件实际发出功率；(b) 吸收功率——非关联方向下，调换电流i的参考方向之后，u > 0，i > 0，功率p为正值下，元件实际吸收功率；1-4 在指定的电压u和电流i的参考方向下，写出题1-4图所示各元件的u和i的约束方程（即VCR）。
（a）（b）（c）（d）（e）（f）题1-4图解（a）电阻元件，u、i为关联参考方向。
由欧姆定律u = R i = 104 i（b）电阻元件，u、i为非关联参考方向由欧姆定律u = - R i = -10 i（c）理想电压源与外部电路无关，故u = 10V （d）理想电压源与外部电路无关，故u = -5V(e) 理想电流源与外部电路无关，故i=10×10-3A=10-2A （f）理想电流源与外部电路无关，故i=-10×10-3A=-10-2A1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率（须说明是吸收还是发出）。
放大电路的频率响应1
Rs Us . Ui . Au . Uoo
C RL . Uo
华成英 hchya@
2. 低频电压放大倍数：定量分析
Rs Us . Ui . Au . Uoo C RL . Uo
C所在回路的时间常数？
Ausmo rb'e Ri ( g m Rc ) Rs＋Ri rbe
0
rb'e
UT rb'e (1 0 ) I EQ
' ' Cπ Cπ Cμ
I EQ UT
＝？
华成英 hchya@
§5.3 放大电路的频率响应
一、单管共射放大电路的频率响应
华成英 hchya@
一、单管共射放大电路的频率响应
华成英 hchya@
二、放大电路中的频率参数
高通 电路 低通 电路
结电容
f bw f H f L
下限频率
上限频率
在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电
容等的容抗增大，使动态信号损失，放大能力下降。 在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和 分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号 损失，放大能力下降。
适用于信号频率从0～∞的 交流等效电路
中频段：C 短路， Cπ 开路。
' Cπ 开路。 低频段：考虑C 的影响， ' 高频段：考虑 Cπ 的影响，C 开路。
'
华成英 hchya@
1. 中频电压放大倍数
Uo Ausm Us U i U b'e U o U U Us i b'e
Cμ m L
' ' Cμ (1 gm RL )Cμ
电路分析第9章频率响应与谐振课件
按通带的性质可分为: 低通、高通、带通、带阻及全通滤波电路。
最简单可由RC电路实现滤波网络。
电路分析第9章频率响应与谐振
19
1. RC低通滤波网络
U 1
R1
j C
U 2
网络函数
KU
( j
)
U
2
U1
1
( arctan )
Z(j)
U
I
1
C0
1
j
1
R j
0
幅频特性
Z R
Z(j) R
0.707R
1 ( )2 0
O
ω0
ω
幅频特性曲线
相频特性
φ
()arctan 0
0 ω0
-45
ω
-90
相频特性电曲路线分析第9章频率响应与谐振
14
电路的特点及应用
I
特点：
U R
1 j C
当输入 信号频率ω 由0 变化时， Z 越来越小，直至趋于 0 。
交流电压，故称这里的电容为隔直
O ω0
ω
电容。 幅频特性曲线
这种RC电路作多级信号放大器的级间
耦合电路，将前级放大器的输出信号
输送给下一级放大器，并隔离各级放
大器间的直流工作状态，又称这种电
容为耦合电容。
电路分析第9章频率响应与谐振
17
RC电路相频特性的比较
I
U R
φ
0 ω0
ω
1 -45
j C
-90 相频特性曲线
网络函数特点：
1）H(jω)又称为网络函数的频率响应，
第十章(频率响应 多频正弦稳态电路 )
§3-3 有效值
10-18
根据有效值的定义, 根据有效值的定义,周期性电流的有效值是一与直流 电流数值相等的常数,它与周期性电流在R上的平均功率 电流数值相等的常数,它与周期性电流在 上的平均功率 相等, 表示该电流 表示该电流, 相等,以I表示该电流,则
I R = I0 R + I R + I 2 R + ...+ I N R
∫
T
0
1 T T cos ωtdt = ∫ (1+ cos 2ωt)dt = ≠ 0 2 0 2
2
∴多个同频率正弦激励下的稳态电路不能用叠加原理求P. 多个同频率正弦激励下的稳态电路不能用叠加原理求 . 若 i1 = cos ωt , i2 = cos2ωt , 则
∫
T
0
1 T cosωt cos 2ωtdt = ∫ (cos 3ωt + cosωt)dt = 0 2 0
(3)转移函数— 响应,激励不在同一端口 转移函数— 响应, 例题 求图所示电路的转移函数
解
10-8
U2 U1
利用分压关系, 利用分压关系,由相量模型 可得
U2 1 Hu = = U1 1+ jωRC
与上节例题所得Z仅有常数 的差别.故幅频特性, 与上节例题所得 仅有常数R的差别.故幅频特性, 相频特性在数学,图形表示上是类似的, 相频特性在数学,图形表示上是类似的,同样具有低通 和滞后性质. 和滞后性质. (4)以上所述电路的 滤波特性与理想情况相差较大, 以上所述电路的LP滤波特性与理想情况相差较大 滤波特性与理想情况相差较大, 只是最简单的LP滤波电路 滤波电路. 只是最简单的 滤波电路.
10-13
不是常数,输出u的波形肯定与输入 由于 H( jω) 不是常数,输出 的波形肯定与输入 方波不同,但仍为周期波,其周期仍为1 . 方波不同,但仍为周期波,其周期仍为1ms. 特别注意: 特别注意: 运用叠加原理的结果只能把各谐波的瞬时值罗列在 一起, 一起,绝不可把各谐波的振幅相量或有效值相量进行复 数相加. 数相加.
电路原理》作业及答案
第一章“电路模型和电路定律”练习题1-1说明题1-1图（a ）、（b ）中：（1）u 、i 的参考方向是否关联？（2）ui 乘积表示什么功率？（3）如果在图（a ）中u >0、i <0；图（b ）中u >0、i >0，元件实际发出还是吸收功率？（a ） （b ）题1-1图1-4 在指定的电压u 和电流i 的参考方向下，写出题1-4图所示各元件的u 和i 的约束方程（即VCR ）。
（a ） （b ） （c ）（d ） （e ） （f ）题1-4图1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率（须说明是吸收还是发出）。
（a ） （b ） （c ）题1-5图1-16 电路如题1-161（a ） （b ）题1-16图 1-20 试求题1-20图所示电路中控制量u 1及电压u 。
题1-20图第二章“电阻电路的等效变换”练习题2-1电路如题2-1图所示，已知u S =100V ，R 1=2k ?，R 2=8k ?。
试求以下3种情况下的电压u 2和电流i 2、i 3：（1）R 3=8k ?；（2）R 3=?（R 3处开路）；（3）R 3=0（R 3处短路）。
题2-1图2-5用△—Y 等效变换法求题2-5图中a 、b 端的等效电阻：（1）将结点①、②、③之间的三个9?电阻构成的△形变换为Y 形；（2）将结点①、③、④与作为内部公共结点的②之间的三个9?电阻构成的Y 形变换为△形。
题2-52-11 利用电源的等效变换，求题2-11图所示电路的电流i 。
题2-11图2-13 题2-13图所示电路中431R R R ==，122R R =，CCVS 的电压11c 4i R u =，利用电源的等效变换求电压10u 。
题2-13图2-14 试求题2-14图（a ）、（b ）的输入电阻ab R 。
（a ） （b ）题2-14图 第三章“电阻电路的一般分析”练习题3-1 在以下两种情况下，画出题3-1图所示电路的图，并说明其结点数和支路数：（1）每个元件作为一条支路处理；（2）电压源（独立或受控）和电阻的串联组合，电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理。
《电路原理》第7-13、16章作业答案
12-6题12-6图所示对称三相电路中， ，三相电动机吸收的功率为1.4kW，其功率因数 （滞后）， 。求 和电源端的功率因数 。
题12-6图
第十三章“非正弦周期电流电路和信号的频谱”练习题
13-7已知一RLC串联电路的端口电压和电流为
试求：（1）R、L、C的值；（2）3的值；（3）电路消耗的功率。
13-9题13-9图所示电路中 为非正弦周期电压，其中含有 和 的谐波分量。如果要求在输出电压 中不含这两个谐波分量，问L、C应为多少？
题13-9图
第十六章“二端口网络”练习题
16-1求题16-1图所示二端口的Y参数、Z参数和T参数矩阵。（注意：两图中任选一个）
（a）（b）
题16-1图
16-5求题16-5图所示二端口的混合（H）参数矩阵。（注意：两图中任选一个）
题10-21图
第十一章“电路的频率响应”练习题
11-6求题11-6图所示电路在哪些频率时短路或开路？（注意：四图中任选两个）
（a）（b）（c）（d）
题11-6图
11-7RLC串联电路中， ， ， ，电源 。求电路的谐振频率 、谐振时的电容电压 和通带BW。
11-10RLC并联谐振时， ， ， ，求R、L和C。
题9-19图
9-25把三个负载并联接到220V正弦电源上，各负载取用的功率和电流分别为： ， （感性）； ， （感性）； ， （容性）。求题9-25图中表A、W的读数和电路的功率因数。