1、電路的頻率特性第1頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五9.1 電路的頻率特性與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)當(dāng)電路中包含儲能元件時，由于容抗和感抗都是頻率的函數(shù)，因此不同頻率的正弦信號作用于電路時，即使其振幅和初相相同，響應(yīng)的振幅和初相都將隨之而變。電路響應(yīng)隨激勵頻率而變的特性稱為電路的頻率特性或頻率響應(yīng)。 第2頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五圖9-1網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的6種不同形式 第3頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五9.2 RC電路的頻率特性由RC元件按各種方式組成的電路能起到選頻或濾波的作用。在通信與無線電技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。下面討論簡單的RC低通、

2、高通、帶通、帶阻及全通網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。第4頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五低通網(wǎng)絡(luò)RC低通網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的整流電路中，以濾除整流后電源電壓中的交流分量；或用于檢波電路中以濾除檢波后的高頻分量，所以該電路又稱為RC低通濾波網(wǎng)絡(luò)。第5頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五高通網(wǎng)絡(luò) 顯然，此RC電路為一階高通網(wǎng)絡(luò)。C為截止頻率或半功率點頻率。C的頻率范圍為通頻帶；0C的頻率范圍為阻帶。這一電路常用作電子電路放大器級間的RC耦合電路。第6頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五帶通、帶阻和全通網(wǎng)絡(luò)有源網(wǎng)絡(luò)頻率特性舉例由RC元件與有源器

3、件組成的濾波網(wǎng)絡(luò)稱為有源濾波器。有源濾波器可以十分容易地用運算放大器和電阻、電容元件來實現(xiàn)。有源濾波器不僅質(zhì)量高，而且尺寸很小，很容易采用微電子技術(shù)來實現(xiàn)。有源濾波器可以實現(xiàn)各種特性的濾波網(wǎng)絡(luò)。 第7頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五9.3 RLC串聯(lián)諧振前述RC選頻網(wǎng)絡(luò)的“通帶”與“阻帶”不明顯，選擇性都比較差。在通信與無線電技術(shù)中，常要求電路具有高頻窄帶的帶通選頻特性。諧振電路具有這種選頻特性。最基本的有RLC串聯(lián)和并聯(lián)諧振電路，本節(jié)討論RLC串聯(lián)諧振電路，下節(jié)討論GCL并聯(lián)諧振電路。 第8頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五9.3.1 RLC串聯(lián)

4、諧振條件與諧振特性諧振時電感或電容上的電壓可達(dá)激勵電壓的幾十到幾百倍，所以串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。 串聯(lián)諧振電路在無線電技術(shù)中的典型應(yīng)用是作為接收機(jī)的輸入回路。 第9頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五串聯(lián)諧振電路的頻率特性由諧振曲線可知，串聯(lián)諧振電路具有帶通濾波器的特性，諧振電路所具有的選出所需信號而同時抑制不需要信號的能力稱為電路的選擇性。顯然，電路Q值越高，諧振曲線越尖銳，電路對偏離諧振頻率的信號的抑制能力越強(qiáng)，電路的選擇性越好。相反，R越大，則Q值越低，選擇性越差。因此，串聯(lián)諧振電路應(yīng)在小內(nèi)阻電源條件下工作。 第10頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星

5、期五實際信號往往不是單一的正弦信號。例如廣播電臺的信號占有一定的頻帶，選擇某個電臺信號的諧振電路應(yīng)同時具備兩個功能，一方面從減小信號失真的觀點出發(fā)，要求回路通頻帶范圍內(nèi)特性曲線盡可能平坦些，以便使信號通過回路后各頻率分量的幅度相對值變化不大，為此希望回路的Q值低些較好；第11頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五另一方面從抑制鄰近電臺信號的觀點出發(fā)，要求回路對阻止的信號各頻率成分都提供足夠大的衰減，為此希望回路的Q值越高越好。在實際選擇回路Q值時需要兼顧這兩方面的要求。第12頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五串聯(lián)諧振電路的電壓傳輸系數(shù)第13頁，共23頁，

6、2022年，5月20日，7點59分，星期五9.4 GCL并聯(lián)諧振串聯(lián)諧振電路適用于信號源內(nèi)阻較小的情況。當(dāng)信號源內(nèi)阻很大時，串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)將很低，電路的諧振特性將變壞，這時宜采用并聯(lián)諧振電路。第14頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五并聯(lián)諧振電路圖9-16所示GCL并聯(lián)諧振電路，它與前述RLC串聯(lián)諧振電路相對偶。因此兩電路的全部表現(xiàn)也完全對偶。 第15頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五圖9-16GCL并聯(lián)諧振電路 第16頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五實際并聯(lián)諧振電路實際的并聯(lián)諧振電路由電感線圈和電容器并聯(lián)組成。其中電容

7、損耗極小而忽略不計，r為線圈的損耗電阻，其電路模型如圖9-19(a)所示。 第17頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五圖9-19 實際并聯(lián)諧振電路 第18頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五作為前述串、并聯(lián)諧振電路的推廣，當(dāng)由多個電抗元件組成諧振電路時，一般來講，策動點阻抗虛部為零時，電路發(fā)生串聯(lián)諧振；策動點導(dǎo)納虛部為零時，電路發(fā)生并聯(lián)諧振。相應(yīng)的頻率分別稱為串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率。其中的特殊情況是當(dāng)電路中全部電抗元件組成純電抗局部電路(支路)，且局部電路的阻抗為零時，該局部電路發(fā)生串聯(lián)諧振；局部電路的導(dǎo)納為零時，該局部電路發(fā)生并聯(lián)諧振。 第19頁，

8、共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五9.5 電源內(nèi)阻及負(fù)載對諧振電路的影響前述串、并聯(lián)諧振電路并未涉及電源內(nèi)阻和負(fù)載，通常稱為空載情況。而把考慮電源內(nèi)阻和負(fù)載時的情況統(tǒng)稱為加載情況。下面以并聯(lián)諧振電路為例討論加載對回路特性的影響以及產(chǎn)生的一些變形電路。第20頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五加載回路考慮圖9-24(a)的加載并聯(lián)諧振電路。為了方便，實際并聯(lián)諧振電路已等效為GCL并聯(lián)諧振電路，并假設(shè)電源內(nèi)阻和負(fù)載皆為純電阻。最后得到其等效電路如圖9-24(b)所示。 第21頁，共23頁，2022年，5月20日，7點59分，星期五圖9-24 加載并聯(lián)回路 第22頁，共23頁，2022年，5月