电路的频率响应课件

1、第十一章第十一章 电路的频率响应电路的频率响应 2 1 3 4 本章要求：本章要求： 电路的频率响应电路的频率响应 1 网络函数网络函数 1 。 H(j)= f() - = f() - 幅频特性幅频特性 (j)= g() - (j)= g() - 相频特性相频特性 H(j)= 网络函数网络函数 1 网络函数网络函数 1 谐振的概念谐振的概念 并联谐振：并联谐振：含有含有L和和C的并联电路出现的并联电路出现u、i同同 相相 2 C U R S U R U L U I L C ： /) 1 (ZjXR C LjRZ R X XRZ C LXarctan 1 22 ， 其中： / Z/ 0/ S S

2、S I U Z U Z U I ： ： /) 1 (ZjXR C LjRZ 00arctan X R X ，即 ： fC fL C L 2 1 2 1 或 ： 2. ： LC 1 2 1 00 或 LC f 与电阻无关。与电阻无关。 。 2 R C LjRZ) 1 ( 。 ： 3. ： RR L Q 0 C L C 1 L 0 0 2 C U R S U R U L U I L C SS0 S 00L0C0 QUU R L R U LIUU 。 A10 10 101 . 0 mV16. 31 . 06 .31 6 .31 10 316 316 101000 101 . 0 KHz500 102

3、 1 101000101 . 02 1 2 1 3 S 0 SC0 012 3 13123 0 R U I QUU R Q C L LC f 4. 串联谐振回路的能量特性串联谐振回路的能量特性 tIt R U i 0m00 Sm 0 coscos： )(cos 0 2 2 m0 2 0R tRIRip： R0 2 2 m00m00Sm0S )(coscoscosptRItItUiup 2 )(cos 2 1 2 1 0 2 2 m0 2 0L tLILiw )(sin 2 1 sin 1 2 1 90cos 1 2 1 2 1 0 2 2 m0 0 22 2 2 0 2 0C tLI tI C

4、 tI C CCuw om om C ）（ ）（ C U R S U R U L U I L C tIt R U i 0m00 Sm 0 coscos 2 2 m 2 m0 0 2 2 m00 2 2 m0CL 2 1 2 1 )(sin 2 1 )(cos 2 1 C CULI tLItLIwwW 2 ) 1 ( 2 C LRZ |Z|、R、X 0 R L L C C 1 0 |Z| 3 2 0 0 0 S 22 SS 1 ) 1 ( R L R U C LR U Z U I 2. R U I S 0 2 0 0 2 2 0 0 2 0 1 1 1 1 f f f f QQ I I 2 0

5、0 2 2 0 0 2 0 1 1 1 1 f f f f QRQ I I 1 1 0 0 0 I I0 0 I Q小小 Q大大 0 0 1 -0 0 0 1 -1 - tan 1 tan 1 tanQL RR C L i 90 90 0 0 0 f 1 f 707. 0 I f0 0 f I I0 0 I 1 2 f 12 ffB。 Q f B 0 RCR L U U U U Q CL 0 0 1 。 收音机接收电路 1 L 2 L 3 L C L1：收音机接收电路的接 收天线； L2和C：组成收音机的谐振 电路； L3：将选择出来的电台信 号送到接收电路。 3 1 L 2 L 3 L C

6、e1 RL2 L2 e2 e3 C 三个感应电动三个感应电动 势来自于三个势来自于三个 不同的电台在不同的电台在 空中发射的电空中发射的电 磁波。磁波。 L2和和C 组成收组成收 音机选频（调音机选频（调 台）电路，通台）电路，通 过调节不同的过调节不同的 C值选出所需值选出所需 电台。电台。 2 2 2 1 Lf C pF150 10250108202 1 6 2 3 C 如果要收听e1节目，C应调节为多大？ e1 RL2 L2 e2 e3 C 已知：L2=250H，RL2=20， f1=820KHz。 CL f 2 1 2 1 当C调到150pF时，即可收到e1的节目。 RLC串谐回路中的

7、L=310H，欲接收载波f=540 KHz的电台信号，问这时的调谐电容C=？若回路 Q=50时该台信号感应电压为1mV，同时进入调谐回路 的另一电台信号频率为600KHz，其感应电压也为1mV ，问两信号在回路中产生的电流各为多大？ (1)由谐振频率公式可得： PF280 10310)105402( 1 )2( 1 2 1 6232 0 0 Lf C LC f (3)600KHz的信号在回路中产生的电流为： A51. 4 600 540 540 600 501 6 .47 1 1 2 2 2 0 0 2 0 f f f f Q II 此例说明，当信号源的感应电压值相同、而频率 不同时，电路的选

8、择性使两信号在回路中所产生的电 流相差10倍以上。因此，电流小的电台信号就会被抑 制掉，而发生谐振的电台信号自然就被选择出来。 (2)540KHz的信号在回路中产生的是谐振电流： A6 .47 103101054028. 6 1050 2 63 3 0 SSS 0 Lf QU Q U R U I 1.RLC串联电路发生谐振的条件是什么？如何使电串联电路发生谐振的条件是什么？如何使电 路发生谐振？路发生谐振？ 2.串联谐振电路谐振时的基本的特点有哪些串联谐振电路谐振时的基本的特点有哪些 ？ 3.3.RLC串谐电路的品质因数串谐电路的品质因数Q与电路的频率特性曲线与电路的频率特性曲线 有何关系？是

9、否影响通频带？有何关系？是否影响通频带？ 串谐电路在谐振时动态元件两端的电压分别是电路总电串谐电路在谐振时动态元件两端的电压分别是电路总电 压的压的Q倍，是高倍，是高Q串谐电路的特征之一，与基尔霍夫定律并不串谐电路的特征之一，与基尔霍夫定律并不 矛盾。因为串谐时矛盾。因为串谐时UL=UC，且相位相反，因此二者作用相互，且相位相反，因此二者作用相互 抵消，电源总电压等于电阻两端电压抵消，电源总电压等于电阻两端电压UR=U。 4.已知已知RLC串谐电路的品质因数串谐电路的品质因数Q=200,当电路发生谐当电路发生谐 振时，振时，L和和C上的电压值均大于回路的电源电压，这上的电压值均大于回路的电源电

10、压，这 是否与基尔霍夫定律有矛盾？是否与基尔霍夫定律有矛盾？ 4 U I L -j-j 1 1 C j j R LC f LC 2 1 1 0 0 4 。 RZZ R YY max0 min0 1 : 0I QII 1 QII L 0 L C 0 C LCI IjQI LG jI IjQI G Cj I 且： 所以， 所以， U I L -j-j 1 1 C j j R ： L C GG C LG Q 110 0 2 0 0 2 0 1 1 f f f f Q U U f f f f Q 0 0 0 arctan 4 Z I 0 思考：思考： 时时 为什么是感性？为什么是感性？ 0 f I 0

11、 在串联谐振电 路中，何时电路呈 感性、电阻性、容 性？ 并联谐振电路的为： 感性容性 电阻性 并谐电路的信号源总 是存在内阻的，信号源内 阻将降低并谐回路的并联 等效电阻R值，从而使Q 值降低，选择性变差。 当并谐电路接入信号源后，阻抗变为 ， S0 / RRZ 电路品质因数随之变为 ， L RR Q 0 S / 低，电路的选择性变差，但是电路的通频带展宽。 显然品质因数降 L -j-j 1 1 C j j R RS US U I RL I C I L R C ： jBG Lr L Cj Lr r Cj Ljr Y 2222 1 jBG Lr L Cj Lr r Cj Ljr Y 2222

12、1 若要并谐电路发生谐振，复导纳虚部应为零。即： 2 0 2 0 0 Lr L C 并谐电路中r很小，所以 L C 0 0 1 U I RL I C I r C -j-j 1 1 L j j LC 1 0 LC f 2 1 0 或 。 六管超外差式晶体管收音机 输入电路 高放 变频 中放检波低放功放 T1 方框图 T3T2 T4 T6T5D T1T2 T3T4 T5 T6 R1 R2R3 R4 R5RW R6 R7 R8R9 R10 R11 R12R13 R14 R15 R16 R17 6V D 线路图 1.1.如果信号源的频率大于、小于及等于并联谐振回如果信号源的频率大于、小于及等于并联谐振

13、回 路的谐振频率时，问回路将呈现何种性质？路的谐振频率时，问回路将呈现何种性质？ 2.为什么称并联谐振为电流谐振？相同的为什么称并联谐振为电流谐振？相同的Q值并联谐值并联谐 振电路，在长波段和短波段，通频带是否相同？振电路，在长波段和短波段，通频带是否相同？ 3.3.RLC并联谐振等效电路的两端并联一个负载电阻并联谐振等效电路的两端并联一个负载电阻 R RL L时，是否会改变电路的时，是否会改变电路的Q值？值？ 并谐电路在谐振时支路电流分别是电路总电流的并谐电路在谐振时支路电流分别是电路总电流的Q倍，因倍，因 之称之称。相同。相同Q值的并联谐振电路，由于在长波段和短值的并联谐振电路，由于在长波

14、段和短 波段中的谐振频率波段中的谐振频率f0不同不同，因此，通频带，因此，通频带B=f0/Q也各也各不相同不相同。 RLC并联等效的谐振电路两端若并联一负载电阻并联等效的谐振电路两端若并联一负载电阻RL，并谐，并谐 电路中的并联等效电阻电路中的并联等效电阻R将减小，根据将减小，根据Q0=R/0 0L L可知，电路可知，电路 的品质因数的品质因数Q值要降低值要降低。 了解谐振电路的基本应用。 信号在传输的过程中，不可避免要受到一定的干信号在传输的过程中，不可避免要受到一定的干 扰，使信号中混入了一些不需要的干扰信号。利用扰，使信号中混入了一些不需要的干扰信号。利用 谐谐 振特性，可以将大部分干扰信号滤除。振特性，可以将大部分干扰信号滤除。参看课本参看课本82页。页。