第十一電路的頻率響應演示文稿現在是1頁\一共有25頁\編輯于星期一優選第十一電路的頻率響應現在是2頁\一共有25頁\編輯于星期一難點頻率響應。學時數講課5學時。現在是3頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-1網絡函數

頻率響應：電路和系統的工作狀態跟隨頻率而變化的現象。

網絡函數：輸入變量和輸出變量之間建立的函數關系，用來描述電路的頻率特性。正弦穩態下，網絡函數定義為現在是4頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-1網絡函數為輸出端口k的響應，為電壓相量或電流相量。為輸入端口j的激勵，為電壓源相量或電流源相量。當k=j時(同一端口)，網絡函數稱為驅動點阻抗

或導納。當k≠j時(不同端口)，網絡函數稱為轉移函數。轉移阻抗轉移導納轉移電流轉移電壓現在是5頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-1網絡函數網絡函數的頻率特性分為：幅頻特性：模值即兩個正弦量的有效值(或振幅)的比值與頻率的關系。相頻特性：兩個同頻正弦量的相位差與頻率的關系。網絡的頻率響應曲線包括幅頻響應和相頻響應曲線。網絡函數不僅與電路的結構、參數值有關，還與輸入、輸出變量的類型及端口對的相互位置有關。現在是6頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-1網絡函數例11-1

求圖示電路的網絡函數和。+-+-解：現在是7頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯電路的諧振一、頻率響應曲線OωRLC+-頻率特性為現在是8頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯電路的諧振二、串聯諧振的特征⒈串聯諧振的定義含有L、C的串聯電路中，端電壓與電流同相，即，則電路發生串聯諧振。⒉串聯諧振的條件⒊串聯諧振(角)頻率現在是9頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯電路的諧振

(或)稱為電路的固有頻率，它僅與電路中L、C有關，與電阻R無關。如果電路中L、C可調，改變電路的固有頻率，則RLC串聯電路就具有選擇任一頻率諧振(調諧)，或避開某一頻率諧振(失諧)的性能，也可以利用串聯諧振現象，判別輸入信號的頻率。⒋串聯諧振阻抗最小，電流最大Oωω0I0該極大值又稱為諧振峰現在是10頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯電路的諧振⒌串聯諧振又稱為電壓諧振⒍品質因數Q當Q>1時，在高電壓的電路系統中出現的過電壓可能危及系統的安全，須加以防范；在低電壓的電路系統中，則要利用過電壓獲得較大的輸入信號。電阻R獲最大電壓現在是11頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯電路的諧振⒎電路吸收的無功功率為零⒏儲存的電磁能的總和為一常數現在是12頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-2RLC串聯電路的諧振例11-2

圖示電路，時，電流I=0.1A。求正弦電壓源uS的頻率ω和電壓UC、UL以及電路的Q值。RLC+-解：現在是13頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-3RLC串聯電路的頻率響應一、以電阻電壓作為輸出變量的頻率特性所有的RLC電路都在處諧振，都在同一個相對尺度下來比較相互頻率特性的差異，這一共同的尺度也表示各諧振電路的偏離諧振點的程度。現在是14頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-3RLC串聯電路的頻率響應幅頻特性相頻特性頻率響應為上述關系可用于不同的RLC串聯諧振電路，它們在同一個坐標(η)下，根據Q取值不同，曲線將僅與Q值有關。現在是15頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-3RLC串聯電路的頻率響應O11⑵⑴Q1>Q2BW⑴BW⑵⑴只有在諧振點附近的頻域內，即，才有較大的輸出幅度，電路的這種性能稱為選擇性。⑵當信號的頻率偏離諧振頻率()后，輸出信號的幅度逐漸下降，表明電路對非諧振頻率的信號有抑制能力。電路選擇性的優劣取決于對非諧振頻率的輸入信號的抑制能力。Q值大，曲線在諧振點附近的形狀尖銳，當稍微偏離諧振頻率，輸出就急劇下降，說明對非諧振頻率的輸入具有較強的抑制能力，選擇性能好。Q值小，在諧振頻率附近曲線頂部形狀平緩，選擇性差。現在是16頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-4RLC并聯諧振電路+-⒈并聯諧振的定義含有L、C的并聯電路中，端電壓與電流同相，即，則電路發生并聯諧振。⒉并聯諧振的條件一、RLC并聯電路⒊并聯諧振(角)頻率現在是17頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-4RLC并聯諧振電路

(或)稱為電路的固有頻率，它僅與電路中L、C有關，與電阻R無關。⒋并聯諧振導納最小，端電壓最大⒌并聯諧振又稱為電流諧振現在是18頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-4RLC并聯諧振電路⒍品質因數Q若Q>>1，則并聯諧振時在電感和電容中會出現過電流。⒎電路吸收的無功功率為零⒏儲存的電磁能的總和為一常數并聯諧振時，電感的磁場能量和電容的電場能量彼此相互交換，完全補償。現在是19頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-4RLC并聯諧振電路二、工程中的常用RLC并聯電路+-只有當，即時，才是實數，因此時，電路不會發生諧振。現在是20頁\一共有25頁\編輯于星期一諧振時的輸入導納§11-4RLC并聯諧振電路可以證明，該電路發生諧振時的輸入導納不是最小值，因此諧振時的端電壓不是最大值。該電路只有當時，其諧振時的特點才與RLC并聯諧振的特點接近。若電感線圈的阻抗角很大，諧振時有過電流出現在電感支路和電容中。現在是21頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-5波特圖工程上常采用對數坐標繪制頻響曲線，這樣做可以在不同頻域內用直線近似代替曲線，使曲線局部直線化，整個曲線折線化，從而使頻響曲線變得易于描繪。這種用對數坐標描繪的頻率響應圖稱為頻響波特圖。取其對數得現在是22頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-5波特圖其實部為的對數模，虛部為的相移函數，均是的實函數。用對數坐標作圖時，須作兩個圖：幅頻波特圖：對數模與對數頻率的關系圖形。用分貝(dB)表示對數模，即相頻波特圖：相移與對數頻率的關系圖形。現在是23頁\一共有25頁\編輯于星期一§11-6濾波器簡介工程上根據輸出端口對信號頻率范圍的要求，設計專門的網絡，置于輸入-輸出端口之間，使輸出端口所需要的頻率分量能夠順利通過，而抑制不需要的頻率分量，這種具有選頻功能的中間網絡稱為濾波器。通帶：希望保留的頻率范圍。阻帶：希望抑制的頻率范圍。根據通帶和阻帶在頻率范圍中的相對位置，濾