电路的频率特性课件

第9章电路的频率特性

9.1电路的频率特性与网络函数9.2RC电路的频率特性9.3RLC串联谐振9.4GCL并联谐振9.5电源内阻及负载对谐振电路的影响9.1电路的频率特性与网络函数 当电路中包含储能元件时，由于容抗和感抗都是频率的函数，因此不同频率的正弦信号作用于电路时，即使其振幅和初相相同，响应的振幅和初相都将随之而变。电路响应随激励频率而变的特性称为电路的频率特性或频率响应。图9-1网络函数的6种不同形式9.2.1RC低通网络 RC低通网络被广泛应用于电子设备的整流电路中，以滤除整流后电源电压中的交流分量；或用于检波电路中以滤除检波后的高频分量，所以该电路又称为RC低通滤波网络。9.2.2RC高通网络 显然，此RC电路为一阶高通网络。ωC为截止频率或半功率点频率。ω＞ωC的频率范围为通频带；0～ωC的频率范围为阻带。这一电路常用作电子电路放大器级间的RC耦合电路。9.2.3RC带通、带阻和全通网络9.2.4RC有源网络频率特性举例 由RC元件与有源器件组成的滤波网络称为有源滤波器。有源滤波器可以十分容易地用运算放大器和电阻、电容元件来实现。 有源滤波器不仅质量高，而且尺寸很小，很容易采用微电子技术来实现。有源滤波器可以实现各种特性的滤波网络。9.3.1RLC串联谐振条件与谐振特性 谐振时电感或电容上的电压可达激励电压的几十到几百倍，所以串联谐振又称电压谐振。 串联谐振电路在无线电技术中的典型应用是作为接收机的输入回路。9.3.2RLC串联谐振电路的频率特性 由谐振曲线可知，串联谐振电路具有带通滤波器的特性，谐振电路所具有的选出所需信号而同时抑制不需要信号的能力称为电路的选择性。显然，电路Q值越高，谐振曲线越尖锐，电路对偏离谐振频率的信号的抑制能力越强，电路的选择性越好。相反，R越大，则Q值越低，选择性越差。因此，串联谐振电路应在小内阻电源条件下工作。 实际信号往往不是单一的正弦信号。例如广播电台的信号占有一定的频带，选择某个电台信号的谐振电路应同时具备两个功能，一方面从减小信号失真的观点出发，要求回路通频带范围内特性曲线尽可能平坦些，以便使信号通过回路后各频率分量的幅度相对值变化不大，为此希望回路的Q值低些较好；9.3.3RLC串联谐振电路的电压传输系数9.4GCL并联谐振 串联谐振电路适用于信号源内阻较小的情况。当信号源内阻很大时，串联谐振电路的品质因数将很低，电路的谐振特性将变坏，这时宜采用并联谐振电路。9.4.1GCL并联谐振电路 图9-16所示GCL并联谐振电路，它与前述RLC串联谐振电路相对偶。因此两电路的全部表现也完全对偶。9.4.2实际并联谐振电路 实际的并联谐振电路由电感线圈和电容器并联组成。其中电容损耗极小而忽略不计，r为线圈的损耗电阻，其电路模型如图9-19(a)所示。图9-19实际并联谐振电路 作为前述串、并联谐振电路的推广，当由多个电抗元件组成谐振电路时，一般来讲，策动点阻抗虚部为零时，电路发生串联谐振；策动点导纳虚部为零时，电路发生并联谐振。相应的频率分别称为串联谐振频率和并联谐振频率。其中的特殊情况是当电路中全部电抗元件组成纯电抗局部电路(支路)，且局部电路的阻抗为零时，该局部电路发生串联谐振；局部电路的导纳为零时，该局部电路发生并联谐振。9.5.1加载回路 考虑图9-24(a)的加载并联谐振电路。为了方便，实际并联谐振电路已等效为GCL并联谐振电路，并假设电源内阻和负载皆为纯电阻。最后得到其等效电路如图9-24(b)所示。图9-24加载并联回路 必须