邱关源电路第五版-电路的频率响应讲解VIP免费

1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（jω）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。)()()(jEjRjHdef2.网络函数H(jω)的物理意义驱动点函数（同一点处的电压电流的函数关系）激励是电流源，响应是电压)j()j()j(IUH策动点阻抗激励是电压源，响应是电流)j()j()j(UIH策动点导纳转移函数(传递函数，不同点处的电流电压关系)a.激励是电压源)j()j()j(12UIH(转移导纳))j()j()j(12UUH(转移电压比)b.激励是电流源2)j()j()j(12IUH(转移阻抗))j()j()j(12IIH(转移电流比)注意：1.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。2.H(j)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|~)(j|H相频特性：幅角与频率的关系~)(j3.网络函数可以用相量法中任一分析求解方法获得。注意：以网络函数中jω的最高次方的次数定义网络函数的阶数。由网络函数能求得网络在任意正弦输入时的端口正弦响应，即有)j()j()j(ERH→)j()j()j(EHR311.2RLC串联电路的谐振谐振是正弦电路在特定条件下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，研究电路中的谐振现象有重要实际意义。1.谐振的定义含R、L、C的一端口电路，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。用公式表示为：RZIU2.串联谐振的条件XRXXRωCωLRZCLj)(j)1(j（画图描述）。时，电路发生谐振当1000CLωXLCω10称为谐振角频率，它是一个仅与电路参数有关的量。LCfπ210称为谐振频率串联电路实现谐振的方式：(1)LC不变，改变ω0由电路参数决定，一个RLC串联电路只有一个对应的0,当外加电源频率等于谐振频率时，电路发生谐振。(2)电源频率不变，改变L或C(常改变C)。3.RLC串联电路谐振时的特点阻抗的频率特性：)(|)(|)1(jωωZCLRZ222222)()1(|)(|XRXXRCLRωZCL（幅频特性）RXRXXRωCωLωCL111tgtg1tg)(（相频特性）Z(jω)频响曲线4Z(jω)频响曲线表明阻抗特性可分三个区域描述：.).1(同相与IU谐振时入端阻抗为纯电阻，即Z=R，阻抗值|Z|最小。U一定时，电流I和电阻电压UR达到最大值I0=U/R。(2)LC上的电压大小相等，相位相反，串联总电压为零，也称电压谐振，即：相当于短路。LCUUCL,0UUR，上电源电压全部加在电阻UQRULILULjjj00UQRULCIUCjjj00QUUUCL品质因数：RCLRRLQ10CL称为电路的特性阻5抗(3)谐振时出现过电压当＝ω0L=1/(ω0C)>>R时，Q>>1，UL=UC=QU>>U例：某收音机输入回路L=0.3mH，R=10，为收到中央电台560kHz信号，求：(1)调谐电容C值；(2)如输入电压为1.5V,求谐振电流和此时的电容电压。解：pF269)2(1)1(2LfCAμ15.0105.1)2(0RUIVμ5.1Vμ5.1580CCXIU(4)谐振时的功率P=UIcos＝UI＝RI02=U2/R，电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。0sinCLQQUIQ2002002001,LIICωQLIωQCL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。(5)谐振时的能量关系设：tUu0msin；则：tItRUi0m0msinsintICLtCIuC0mo00mcos)90sin(tLICuwCC022m2cos2121→电场能量tLILiwL022m2sin2121→磁场能量URLQUUo0Cr6公式表明：1.电感和电容能量按正弦规律变化，最大值相等WLm=WCm。L、C的电场能量和磁场能量作周期振荡性的交换，而不与电源进行能量交换。2.总能量是不随时间变化的常量，且等于最大值。222m2m2121UCQCULIwwwCCL总电感、电容储能的总值与品质因数的关系：耗的能量谐振时一周期内电路消总储能谐振时电路中电磁场的π2π202020202000TRILIRILIRLQQ是反映谐振回路中电磁振荡程度的量，Q越大，总能量就越大，维持振荡所消耗的能量愈小，振荡程度越剧烈。则振荡电路的...