电路分析基础ppt第10章-频率响应

第十章频率响应多频正弦稳态电路再论阻抗和导纳§10-2基本概念§10-1正弦稳态网络函数§10-3正弦稳态的叠加§10-4平均功率的叠加§10-5RLC电路的谐振§10-6频率响应的基本概念§10-2实际应用中，常常会遇到非正弦周期电压或电流电路。在电子技术、自动限制、计算机和无线电技术等方面，电压和电流往往都是周期性的非正弦波形。例如：单相半波整流电路的输出电压tuituouiuo++－－§10-1基本概念…+－+－uoui二极管应用举例….单相全波桥式整流电路的输出电压tuituo示波器内的水平扫描电压周期性锯齿波§10-1基本概念…

ub

t晶体管放大电路的输入、输出电压（交直流共存电路）+VCC

uS

+－

b

c

e

uc

t§10-1基本概念…脉冲电路中的脉冲信号（周期性方波）uTtUm§10-1基本概念…若非正弦周期函数f(t)满足狄里赫利条件：..周期函数极值点的数目为有限个；间断点的数目为有限个；在一个周期内确定可积，即：可绽开成收敛的傅里叶级数一般电工、电子技术中遇到的周期函数都能满足狄里赫利条件。§10-1基本概念…直流重量基波(与原函数同频）二次谐波（2倍频）高次谐波周期函数绽开成傅里叶级数：§10-1基本概念…T/2T0t周期性方波的分解傅里叶级数绽开式：常见非正弦周期信号的傅里叶级数绽开式参见P112。§10-1基本概念…基波三次谐波直流分量五次谐波七次谐波ttt§10-1基本概念…直流重量+基波直流分量基波t§10-1基本概念…t直流分量+基波三次谐波直流重量+基波+三次谐波由图可见，直流重量与各次谐波逐次叠加后所得波形，将渐渐趋于周期性方波。§10-1基本概念…明显，周期性方波对电路产生的响应，等于直流重量及各次谐波单独作用时所产生的响应之叠加。§10-2频率响应的基本概念…R2R1C+－R2R1+－§10-2频率响应的基本概念…§10-2频率响应的基本概念…§10-2频率响应的基本概念…由本例可见：对于不同频率的激励，电路的响应不相同，响应是频率的函数。高通电路：电路对高频信号的响应明显增大低通电路：电路对低频信号的响应明显增大带通电路：电路对某一频率范围内信号的响应明显增大§10-2频率响应的基本概念…§10-3正弦稳态网络函数….为了描述电路的频率响应特性，引入网络函数。

第三章叠加方法与网络函数回阅对于单一激励的线性、时不变电路，指定的响应对激励之比定义为网络函数，记为H，即激励可以是电压源电压或电流源电流,响应可以是任一支路的电压或电流。

表3-1线性电阻电路网络函数

H

的分类响应激励名称及专用符号策动点函数电流电压电压电流策动点电导Gi策动点电阻Ri转移函数电流电压电流电压电压电流电流电压转移电导GT转移电阻RT转移电流比Hi转移电压比Hu为了描述电路的频率响应特性，引入网络函数。

1．策动点函数

2.转移函数§10-3正弦稳态网络函数….+－+－一、网络函数的几种形式..§10-3正弦稳态网络函数….R++§10-3正弦稳态网络函数….二、RC低通电路..11100§10-3正弦稳态网络函数….§10-3正弦稳态网络函数….例10-3

（P119）.R++§10-3正弦稳态网络函数….（P121练习题10-1）.R++§10-3正弦稳态网络函数….三、RC高通电路..11010§10-3正弦稳态网络函数….§10-3正弦稳态网络函数….P124例10-4若电路中含有多个同频率的激励，则可接受或不接受叠加原理求响应。P125例10-5、例10-6若电路中含有多个不同频率的激励，则必需接受叠加原理求响应。(如前述频率响应的基本概念例)叠加为时域形式响应的叠加，而非相量形式响应的叠加。§8-4§10-4正弦稳态的叠加….原因？§8-4相量的线性性质和基尔霍夫定律的相量形式+_++__u(t)u1(t)u2(t)一、用相量法求同频率正弦量的代数和..回阅P124例10-4若电路中含有多个同频率的激励，则可接受或不接受叠加定理求响应。P125例10-5、例10-6若电路中含有多个不同频率的激励，则必需接受叠加定理求响应。且为时域形式响应的叠加，而非相量形式响应的叠加。§8-4原因？§10-4正弦稳态的叠加….非正弦周期信号f(t)的有效值及平均功率的叠加

定义

§8-11一、有效值

..§10-5平均功率的叠加….§8-11有效值有效值相量.RI直流Ri(t)交流T（周期）时间内R所耗电能分别为一、i(t)、u(t)的有效值..回阅非正弦周期信号f(t)的有效值及平均功率的叠加

定义

一、有效值

..§8-11§10-5平均功率的叠加….即非正弦周期信号的有效值等于其直流重量的平方与各次谐波有效值的平方和之开方。非正弦周期电流的有效值为.非正弦周期电压的有效值为.§10-5平均功率的叠加….N0ωi(t)u(t)+－二、平均功率的叠加

..§10-5平均功率的叠加….非正弦周期信号作用时，电路的平均功率等于其直流功率与各次谐波的平均功率之代数和。

（第n次谐波平均功率）.

（直流功率）P132例10-7、例10-8.§10-5平均功率的叠加….例1.已知某非正弦周期电压u(t)的直流重量为零，当u(t)作用在10Ω电阻时功率为1W。若作用在该电阻的电压为u(t)+5（V），则功率为多少？§10-5平均功率的叠加….例2.已知某非正弦周期电压u(t)的直流重量为2V，当u(t)作用在10Ω电阻时功率为1W。若作用在该电阻的电压为u(t)+5（V），则功率为多少？§10-5平均功率的叠加….f(kHz)UR(V)3.005.0000.8711.0009.0008.7607.0001.822.572.491.61§10-6RLC电路的谐振….0.871.822.572.491.615.0007.0008.7609.00011.000R620Ω90Ω33mH0.01μFrLC当f=8.76kHz时，输出电压最大。1．带通特性

+－+－R一、RLC串联电路的频率响应..§10-6RLC电路的谐振….1Q1Q3Q2Q1＜Q2＜Q30|Hu|§10-6RLC电路的谐振….1Q1Q3Q1＜Q30|Hu|§10-6RLC电路的谐振….§10-6RLC电路的谐振….2．谐振特性

+－+－R§10-6RLC电路的谐振….P138例10-9、

例10-10.+－+－R+－+－§10-6RLC电路的谐振….P141例10-11.+－G§10-6RLC电路的谐振….二、RLC并联电路的频率响应..例设图示电路中，激励ui(t)包含两个频率重量ω1和ω2(ω2＞ω1)，即ui(t)=ui1(ω1)+ui2(ω2)。要求响应uo(t)只含有ui1(ω1)重量，应如何实现滤波电路？+_ui(t)uo(t)+_滤波电路R§10-6RLC电路的谐振….解：滤波电路如下图所示。C1R+_ui(t)+_uo(t)LC2选择合适参数的电感、电容元件，使即对激励重量ui2(ω2)处于并联谐振状态，等效为开路，输出端无ui2(ω2)重量。§10-6RLC电路的谐振….滤波电路即对激励重量ui1(ω1)处于串联谐振状态，等效为短路，该重量信号干脆加到负载上。