电路第五版课件第十一章电路的频率响应

第十一章电路的频率响应-1

U S ( j1)
0.707
BW
3分贝频率
பைடு நூலகம்
0 Q . η2 η1 ω2 ω1 Δ
1 ω0
BW
ω0 Q
或BW
f0 Q
o
1 1
2

H R ( j ) 1/ 2 0.707
半功率点
通频带规定了谐振电路允许通过信号的频率范围。是比较和设计谐振电路的指标。
例1
2
1 ω0C
I 0 0 LI0
2
2
注意电源不向电路输送无
功。电感中的无功与电容中 + 的无功大小相等，互相补偿， _ 彼此进行能量交换。
L
C
Q
P R
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例
+
R
一接收器的电路参数为：U=10V
L
u
_ V
=5103 rad/s, 调C使电路中的电
流最大，Imax=200mA，测得电容电压为600V，求R、L、C 及Q。
C
解
10 U R 50 3 I 0 200 10
U C QU Q
UC U

600 10
60
L
RQ
0

50 60 5 10
3
60mH
C
1
0L
2
6.67μF
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11.3 RLC串联电路的频率响应
研究物理量与频率关系的图形（谐振曲线）可以加深对谐振现象的认识。
一、 H ( j ) U R ( j ) U S ( j )
的频率响应

(完整版)第十一章电路的频率响应

第十一章电路的频率响应11-1 网络函数11-2 RLC 串联电路的谐振 11-3 RLC 串联电路的频率响应 11-4 RLC 并联谐振电路 11-5 波特图 11-6 滤波器简介重点 1. 网络函数2. 串、并联谐振的概念11-1 网络函数当电路中激励源的频率变化时，电路中的感抗、容抗将跟随频率变化，从而导致电路的工作状态亦跟随频率变化。

因此，分析研究电路和系统的频率特性就显得格外重要。

频率特性电路和系统的工作状态跟随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，又称频率响应。

1. 网络函数H (j ω)的定义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。

def(j )(j )(j )R H E ωωω=2. 网络函数H(j ω)的物理意义⑴ 驱动点函数激励是电流源，响应是电压策动点阻抗激励是电压源，响应是电流策动点导纳⑵ 转移函数(传递函数)激励是电压源转移导纳转移电压比(j )I ω(j U 1(U 1(j )I ω(j )(j )(j )U H I ωωω=(j )(j )(j )I H U ωωω=21(j )(j )(j )I H U ωωω=21(j )(j )(j )U H U ωωω=激励是电流源转移阻抗转移电流比注意①H(j ω)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。

②H(j ω) 是一个复数，它的频率特性分为两个部分：幅频特性：模与频率的关系 ()H j ωω- 相频特性：幅角与频率的关系()j ϕωω-③网络函数可以用相量法中任一分析求解方法获得。

例1-1求图示电路的网络函数2S I U ••和LS U U ••解：列网孔方程解电流sU +_2I 1I 21(j )(j )(j )U H I ωωω=21(j )(j )(j )I H I ωωω=12s 12(2j )22(4j )0I I U I I ωω⎧+-=⎪⎨-++=⎪⎩s2224(j )j6U I ωω=++注意①以网络函数中j ω的最高次方的次数定义网络函数的阶数。

第11章电路的频率响应PPT学习教案

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定量分析：
1
(a)
Z(ω)
jωL3
jωL1 ( jωC2 )
jωL1
1 jωC2
j ωL3
L1 ω2 L1C 2
1
j
ω
3
L1
L3C2 ω( L1 ω2 L1C2 1
L3 )
当Z( )=0，即分子为零，有：
ω23 L1L3C2 ω2 (L1 L3 ) 0
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jωC 3 1 ω2 L1C2
1 j
ω2 L1 (C 2
串联谐振：ω
0L
1 0C
ω0
1 LC
谐振角频率
f0 1
谐振频率
2π LC
串联谐振时阻抗为最小值:Z=R 谐振周期
T0 1/ f0 2π LC
二、串联电路实现谐振的方式：
1. L C 不变，改变。
0由电路本身的参数决定，一个 R L C 串联电路只能有一个对应的 0 , 当外加频率等于谐振频率时，电路发生谐振。
H
(
j)
U ( j) I( j)
策动点阻抗
网络
激励是电压源，响应是电流
H
(
j)
I( j) U ( j)
策动点导纳
转移函数(传递函数) I1( j)
I2 ( j)
U1( j)
线性网络
U2 ( j)
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I1( j)
U1( j)
线性网络
U2 ( j)
激励是电压源
H
(
j
)
I2 ( j) U1( j)
第11章电路的频率响应
会计学
1
11.1 网络函数

第11章电路的频率响应共13页文档

第11章电路的频率响应重点：1. 网络函数；2. 串、并联谐振的概念；本章与其它章节的联系：本章的学习内容建立在前面各章理论的基础之上。

预习知识：电磁感应定律11-1 网络函数当电路中激励源的频率变化时，电路中的感抗、容抗将跟随频率变化，从而导致电路的工作状态亦跟随频率变化。

因此，分析研究电路和系统的频率特性就显得格外重要。

频率特性：电路和系统的工作状态跟随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，又称频率响应。

1. 网络函数H (j ω)的定义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。

2. 网络函数H (j ω)的物理意义1）H (j ω)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。

2）H (j ω) 是一个复数，它的频率特性分为两个部分：幅频特性模与频率的关系相频特性幅角与频率的关系 3）网络函数可以用相量法中任一分析求解方法获得。

11-2 RLC 串联电路的谐振谐振是正弦电路在特定条件下所产生的一种特殊物理现象，谐振现象在无线电和电工技术中得到广泛应用，对电路中谐振现象的研究有重要的实际意义。

ωω-|)(j |H ωωϕ-)(j1. 谐振的定义含有 R、L、C 的一端口电路，外施正弦激励，在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。

因此谐振电路的端口电压、电流满足：2. 串联谐振的条件图 11.1 所示的 R、L、C 串联电路发生谐振时称串联谐振。

电路的输入阻抗为：根据谐振定义，当时电路发生谐振，由此得 R、L、C 串联电路的谐振条件是谐振角频率为：谐振频率为：上式说明R、L、C串联电路的谐振频率仅由电路的参数决定，因此谐振频率又称固有频率。

由谐振条件得串联电路实现谐振或避免谐振的方式为：图 11.1 （1）L、C 不变，改变ω 达到谐振。

电路电路的频率响应PPT课件

R
o
0
XC(
)
o
0
–/2
R2 X 2 幅频特性相频特性
Z(jω)频响曲线
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Z(jω)频响曲线表明阻抗特性可分三个区域描述：
容性区
ω0
X ( j) 0 (jω) 0
R Z( j) lim Z( j)
0
电阻性
ω0
X ( j) 0 (jω) 0
电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。
Q UI sin QL QC 0
QL ω0LI02 ,
QC
1
ω0C
I
2 0
0 LI02
注意电源不Leabharlann 电路输送LC无功。电感中的无功与电 + 容中的无功大小相等，互 _ 相补偿，彼此进行能量交
Q R
P
换。
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(5) 谐振时的能量关系
L U0 I0Z I0 RC
③支路电流是总电流的Q倍，设R<<L
IL
IC
U
0 L
U0C
•
IC
I0
IL IC U /0L 1 0L Q
•
U
I0 I0 U (RC / L) 0RC R
•
IL IC QI0 I0
IL
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11.5 波特图
对电路和系统的频率特性进行分析时，为了直
90 tan1( 2) tan1( 10)
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因此对数模（单位分贝）
H dB
20 lg10 20 lg

第11章电路频率响应(播放版)魏PPT课件

如果电路不满足谐振条件，通常称为失谐状态。
使电路产生谐振的方法叫做调谐。
根据谐振频率表达式
f0 =
1 2p LC
可知调谐的方法有：
(1) L、C 不变，改变 w ( f )。可用于L或C的测量；
(2) 电源频率 w (f )不变，改变L 或 C (常改变 C)。
用于选择信号。
11.01.2021
.
12
o
w0
w
-90o
13
Z(jw)频响曲线表明阻抗
特性可分三个区域描述：
①容性区： w＜w0 X(jw) ＜0， j (jw) ＜0
R＜|Z(jw)| lim|Z(jw)| =∞
w →0
②阻性区： w =w0 X(jw)=0，j (jw)=0
|Z(jw0)|= R
③感性区： w＞w0 X(jw)＞0， j (jw)＞0
电路和系统的工作状态随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，或频率响应。
本章将分析电源频率的变化对电路中电压和电流的影响，分析结果就是频率响应。
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.
2
§11-1 网络函数
1. 网络函数的定义
为描述频率特性，需要建立输入变量与输出变量之间的函数关系，这一函数关系称为网络函数。
①激励是电流源，响应是电压。 -
网络
.
H(jw) = U.1(jw) I1(jw)
为驱动点阻抗(或输入阻抗)。
②激励是电压源，响应是电流 .
H(jw) = I.1(jw) 为驱动点导纳(或输入导纳)。 U1(jw)
11.01.2021
.
4
(2) H(jw)为转移函数(传递函数)
①激励是电压源

11、电路的频率响应

11.1 网络函数
四网络函数的频率特性
动态网络的网络函数是一个复数，用极坐标形式表示为：
H( jw) = H( jw) (w)
一般来说，网络函数的振幅 H( jw) 和相位 (w) 是频率的函数。可以用振幅或相位作纵坐标，画出以频率作为横坐标的曲线，这些曲线分别称为网络函数的幅频特性曲线和相频特性曲线，从而可以直观的看出网络对不同频率正弦波呈现出不同的特性。
波特图和滤波器。
11.1 网络函数
一网络函数的定义和分类
⒈ 动态电路在频率为 w 的单一正弦激励下，正弦稳态
响应（输出）相量与激励（输出）相量之比，称为正弦稳态的网络函数，记为 H ( jw )
H ( jw ) =
输出相量
def
=
Rk ( jw)
输入相量 Esj ( jw)
※ 输入（激励）是电压源或电流源，输出（响应）是待求的某个电压和电流。
通常将希望保留的频率范围称为通带，将希望抑制的频率范围称为阻带；
根据通带和阻带在频率范围中的相对位置，滤波器分为低通、高通、带通和带阻四种类型。
11.2 滤波器简介
利用网络的幅频特性曲线可以设计出各种类型滤波器
H ( jw)
H ( jw)
wc
w
低通滤波器
H ( jw)
wc
w
高通滤波器
H ( jw)
11.1 网络函数
例题1 试求如图a所示网络负载端口开路时的驱动点
阻抗
..
U1 / I1
和转移阻抗
..
U2 / I1
i1 C
+
C i2 = 0
+
. I1
jwC

电路分析第5版第十一章

Q
0 L
100 0 L R Q 1000 R
0
1 LC
Req 100 K // 100 K 50 K
50 103 Q 50 0 L 1000 Req
作业
11-3,11-5,11-8,11-9 11-4,11-10
Q
例：电路如图所示，Us=200V，C=6.34 μF，电路的固有频率 ω0=314rad,带通函数的带宽BW=6.28rad/s.求L 、 R和UL 、 UC。

314 Q 50 BW 6.28 1 0 LC
L
Q
0
I
+

R +
U
_
1
0 C 0 L
2
1.6 H
-+ UR UL + UC -
Q QL QC 0
无功功率等于0。
即L与C交换能量， LC与电源间无能量交换。
i
L
C
5、串联谐振时的电磁场能量设
则
u Um cos t
Um i cos t I m cos t R
+ u _
Q + uC R P
磁场能量 W 1 Li 2 1 LI 2 cos2 t L m
0 L
U
_
Uc U L QUs 100 0.1 10
-+ UR UL + UC -
j L
1 jω C
11.2 RLC串联电路的频率响应
频率响应：电路的工作状态跟随频率变化而变化。网络函数
H ( j )

响应
R K ( j ) Esj( j )

第十一章电路的频率响应11

11-16 求图示电路的转移电压比
解：（a）结点法
11-17图示电路中，求和。
解：
解：
11-9 RLC串联电路中，，电源频率，发生谐振时，，求R、L、C的值，Q值和通带BW。
解：
，
11-10 RLC并联谐振时，，求R、L、C。
解：谐振时，
，
11-11求图示电路的谐振频率几各频段的电抗特性
解：（a）
当时，
用加压求流法
11-12电路中。求电路谐振时的通带BW和等于何值时能获得最大功率，并求最大功率。
（2）（略）
（3）
(4)
(5)
11-4 RLC并联电路中，求习题11-3中所列各项。
解：（1）
(2)
11-5已知RLC串联电路中，，谐振频率，，求电容C及各元件电压的瞬时表达式。
解：
，令
，
11-7 RLC串联电路中，，电源，求电路的谐振频率、谐振时的电压和通带BW。
解：
11-8 RLC串联电路谐振时，已知，电阻的功耗，和。求L、谐振频率和谐振时电感电压。
解：用戴维南定理，将取出，剩余部分的等效导纳为
，
通频带
11-13电路中，正弦电压的有效值，电路的Q值为100，求参数L和谐振时的
:解：将副边的电感L等效到原边为
11-14、图示电路中，，求下列两种条件下，电路的谐振频率。
解：（1）
令上式的虚部为零。
，
因为，所以
（2），频率不定。
11-15（a）结点法
第十一章电路的频率响应
11-1求土示电路端口的驱动点阻抗、转移电流比和转移阻抗比
解：

电路第五版课件 第十一章电路的频率响应

第十一章 电路的频率响应-1