电子教案电路分析第9章

1、第9章 线性电路在单一频率激励下，任一支路上的响应都为同一频率的正弦量，仅在幅值和相位上有所不同，稳态时可采用相量分析法求得它们响应的幅值及相位。但实际中任何信号都不是单一频率的正弦量，而是可分解为很多不同频率正弦量的组合，表示为频率的函数。因此有必要研究电路在不同频率正弦量作用下响应的变化规律和特点，即研究电路的频率特性。本章将介绍电路频率响应及电路频率选择性的概念，介绍实际中广泛应用的选频滤波网络，讨论RC电路和RLC串、并联谐振电路的频率特性，重点讨论RLC串、并联谐振电路的工作原理、分析方法及其应用。 频率响应与谐振电路 9.1 电路的频率响应 9.2 串联谐振电路 9.3 并联谐振电

2、路 9.4 耦合谐振电路 9.5 应用 第9章 频率响应与谐振电路 電子工業出版社9.1 电路的频率响应 |H(jw)|称为电路的幅频特性响应与激励的幅值比随频率变化的特性j(w) 称为电路的相频特性响应与激励的相位差随频率变化的特性電子工業出版社策动点函数電子工業出版社转移函数電子工業出版社RC并联电路 相频特性幅频特性電子工業出版社RC串联电路電子工業出版社RC低通滤波网络電子工業出版社RC高通滤波网络式中， ，为有负载时的截止角频率。電子工業出版社RC带通滤波网络電子工業出版社RC带阻滤波网络電子工業出版社RC全通网络電子工業出版社LC振荡回路式中， ，为LC回路自由振荡角频率，为LC回

3、路的特性阻抗電子工業出版社有耗LC回路電子工業出版社品质因数Q電子工業出版社9.2 串联谐振时，电路发生谐振電子工業出版社串联谐振电路电压相量关系電子工業出版社串联谐振曲线電子工業出版社通频带其中：電子工業出版社例9-1解：由LC回路的自由振荡角频率知 ： 收音机输入电路为如图所示的LC回路。其中，C为可变电容器，Cmin=7 pF，Cmax=270 pF，C0为微调电容器，L为磁棒天线线圈，我国中波广播电台的频率范围为5351605 kHz。求可变电容器从Cmin变到Cmax恰能满足这一波段覆盖时，L与C0应取何值？電子工業出版社例9-2 例9-1中，若C=58.4 pF，求此时电路的谐振频

4、率f0。如果回路品质因数Q =80，在谐振频率上有一信号电压Us = 0.1 mV的信号等效串入回路，求谐振时回路电流I0及电容上的电压UC。若与此同时还有一频率为860 kHz、大小为Us =0.2 mV的信号等效串入回路，求此信号在回路中产生的电流I ，该电路的通频带Bf 。 解： 谐振频率 回路等效串联损耗电阻谐振时回路电流谐振时电容电压 UC = QUs = 800.110-3 = 8 mV電子工業出版社9.3 并联谐振电路谐振时电路中各元件上的电流为：当 时，电路发生谐振。電子工業出版社并联谐振电路电流相量关系電子工業出版社并联谐振电路频率特性相频特性:幅频特性:归一化:電子工業出版

5、社例9-3解：谐振回路采用等效并联损耗电阻模型 并联谐振电路如图所示，L = 100 mH，C = 100 pF，Q = 50，已知信号源电压Us = 15 mV，内阻Rs = 25 kW。求电路谐振时的总电流I、回路电流Il、回路两端电压U、回路吸收的功率P。 Il = QI = 500.2 10-6 = 10 mA 電子工業出版社源内阻与负载对谐振的影响電子工業出版社并联谐振電子工業出版社例9-4 并联谐振电路如图9-22(a)所示，L = 100 mH，C=100 pF，Q0=50，已知信号源电压Us=15 mV，内阻Rs=25 kW，负载RL=50 kW。求电路谐振时的总电流I、负载两

6、端电压U及回路有载Q值。 解：谐振回路采用等效并联损耗电阻模型電子工業出版社双电感并联谐振电路接入系数:谐振角频率:電子工業出版社双电容并联谐振电路谐振角频率:接入系数:電子工業出版社谐振时电阻的等效電子工業出版社谐振时电源的等效電子工業出版社例9-5 某谐振电路如图所示，LC回路的Q0=100，C1=100 pF，L=100 mH，在线匝的1/5处抽头接信号源，线匝间为全耦合，信号源电压Us = 4 V，信号角频率w = 107 rad/s，内阻Rs = 4 kW，负载RL=2 kW。求回路调谐于信号频率时，为使负载RL获得最大功率，求C2、C0，以及负载RL所获得的最大功率Pmax。 電子

7、工業出版社r = Q0 = Q0w 0L= 10010710010-6 = 100 k 解: 谐振回路采用等效并联损耗电阻模型，如图(b)所示将Is、Rs折算到回路内，如图9-27(c)所示。有RL与r并联，如图 (d)所示。有Rs= Rs /r = 100/100 =50 kW RL = Rs =50 kW时，RL获得的最大功率为電子工業出版社续解:电容接入系数解得 C2 = 400 pF又因为所以電子工業出版社元件损耗对谐振频率的影响电感线圈的品质因数電子工業出版社电容器的品质因数電子工業出版社实际LC回路串联谐振电路模型实际LC回路串联谐振角频率等效串联电容電子工業出版社实际LC回路并联谐振电路模型实际LC回路并联谐振角频率为等效并联电感電子工業出版社9.4 耦合谐振电路電子工業出版社互感耦合次级