電路分析基礎(chǔ)ppt第10章-頻率響應(yīng)

第十章頻率響應(yīng)多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路再論阻抗和導(dǎo)納§10-2基本概念§10-1正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)§10-3正弦穩(wěn)態(tài)的疊加§10-4平均功率的疊加§10-5RLC電路的諧振§10-6頻率響應(yīng)的基本概念§10-2實際應(yīng)用中，常常會遇到非正弦周期電壓或電流電路。在電子技術(shù)、自動限制、計算機和無線電技術(shù)等方面，電壓和電流往往都是周期性的非正弦波形。例如：單相半波整流電路的輸出電壓tuituouiuo++－－§10-1基本概念…+－+－uoui二極管應(yīng)用舉例….單相全波橋式整流電路的輸出電壓tuituo示波器內(nèi)的水平掃描電壓周期性鋸齒波§10-1基本概念…

ub

t晶體管放大電路的輸入、輸出電壓（交直流共存電路）+VCC

uS

+－

b

c

e

uc

t§10-1基本概念…脈沖電路中的脈沖信號（周期性方波）uTtUm§10-1基本概念…若非正弦周期函數(shù)f(t)滿足狄里赫利條件：..周期函數(shù)極值點的數(shù)目為有限個；間斷點的數(shù)目為有限個；在一個周期內(nèi)確定可積，即：可綻開成收斂的傅里葉級數(shù)一般電工、電子技術(shù)中遇到的周期函數(shù)都能滿足狄里赫利條件?！?0-1基本概念…直流重量基波(與原函數(shù)同頻）二次諧波（2倍頻）高次諧波周期函數(shù)綻開成傅里葉級數(shù)：§10-1基本概念…T/2T0t周期性方波的分解傅里葉級數(shù)綻開式：常見非正弦周期信號的傅里葉級數(shù)綻開式參見P112?！?0-1基本概念…基波三次諧波直流分量五次諧波七次諧波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+基波三次諧波直流重量+基波+三次諧波由圖可見，直流重量與各次諧波逐次疊加后所得波形，將漸漸趨于周期性方波?！?0-1基本概念…明顯，周期性方波對電路產(chǎn)生的響應(yīng)，等于直流重量及各次諧波單獨作用時所產(chǎn)生的響應(yīng)之疊加?！?0-2頻率響應(yīng)的基本概念…R2R1C+－R2R1+－§10-2頻率響應(yīng)的基本概念…§10-2頻率響應(yīng)的基本概念…§10-2頻率響應(yīng)的基本概念…由本例可見：對于不同頻率的激勵，電路的響應(yīng)不相同，響應(yīng)是頻率的函數(shù)。高通電路：電路對高頻信號的響應(yīng)明顯增大低通電路：電路對低頻信號的響應(yīng)明顯增大帶通電路：電路對某一頻率范圍內(nèi)信號的響應(yīng)明顯增大§10-2頻率響應(yīng)的基本概念…§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….為了描述電路的頻率響應(yīng)特性，引入網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。

第三章疊加方法與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)回閱對于單一激勵的線性、時不變電路，指定的響應(yīng)對激勵之比定義為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，記為H，即激勵可以是電壓源電壓或電流源電流,響應(yīng)可以是任一支路的電壓或電流。

表3-1線性電阻電路網(wǎng)絡(luò)函數(shù)

H

的分類響應(yīng)激勵名稱及專用符號策動點函數(shù)電流電壓電壓電流策動點電導(dǎo)Gi策動點電阻Ri轉(zhuǎn)移函數(shù)電流電壓電流電壓電壓電流電流電壓轉(zhuǎn)移電導(dǎo)GT轉(zhuǎn)移電阻RT轉(zhuǎn)移電流比Hi轉(zhuǎn)移電壓比Hu為了描述電路的頻率響應(yīng)特性，引入網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。

1．策動點函數(shù)

2.轉(zhuǎn)移函數(shù)§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….+－+－一、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的幾種形式..§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….R++§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….二、RC低通電路..11100§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….例10-3

（P119）.R++§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….（P121練習(xí)題10-1）.R++§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….三、RC高通電路..11010§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….§10-3正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)….P124例10-4若電路中含有多個同頻率的激勵，則可接受或不接受疊加原理求響應(yīng)。P125例10-5、例10-6若電路中含有多個不同頻率的激勵，則必需接受疊加原理求響應(yīng)。(如前述頻率響應(yīng)的基本概念例)疊加為時域形式響應(yīng)的疊加，而非相量形式響應(yīng)的疊加?！?-4§10-4正弦穩(wěn)態(tài)的疊加….原因？§8-4相量的線性性質(zhì)和基爾霍夫定律的相量形式+_++__u(t)u1(t)u2(t)一、用相量法求同頻率正弦量的代數(shù)和..回閱P124例10-4若電路中含有多個同頻率的激勵，則可接受或不接受疊加定理求響應(yīng)。P125例10-5、例10-6若電路中含有多個不同頻率的激勵，則必需接受疊加定理求響應(yīng)。且為時域形式響應(yīng)的疊加，而非相量形式響應(yīng)的疊加?！?-4原因？§10-4正弦穩(wěn)態(tài)的疊加….非正弦周期信號f(t)的有效值及平均功率的疊加

定義

§8-11一、有效值

..§10-5平均功率的疊加….§8-11有效值有效值相量.RI直流Ri(t)交流T（周期）時間內(nèi)R所耗電能分別為一、i(t)、u(t)的有效值..回閱非正弦周期信號f(t)的有效值及平均功率的疊加

定義

一、有效值

..§8-11§10-5平均功率的疊加….即非正弦周期信號的有效值等于其直流重量的平方與各次諧波有效值的平方和之開方。非正弦周期電流的有效值為.非正弦周期電壓的有效值為.§10-5平均功率的疊加….N0ωi(t)u(t)+－二、平均功率的疊加

..§10-5平均功率的疊加….非正弦周期信號作用時，電路的平均功率等于其直流功率與各次諧波的平均功率之代數(shù)和。

（第n次諧波平均功率）.

（直流功率）P132例10-7、例10-8.§10-5平均功率的疊加….例1.已知某非正弦周期電壓u(t)的直流重量為零，當(dāng)u(t)作用在10Ω電阻時功率為1W。若作用在該電阻的電壓為u(t)+5（V），則功率為多少？§10-5平均功率的疊加….例2.已知某非正弦周期電壓u(t)的直流重量為2V，當(dāng)u(t)作用在10Ω電阻時功率為1W。若作用在該電阻的電壓為u(t)+5（V），則功率為多少？§10-5平均功率的疊加….f(kHz)UR(V)3.005.0000.8711.0009.0008.7607.0001.822.572.491.61§10-6RLC電路的諧振….0.871.822.572.491.615.0007.0008.7609.00011.000R620Ω90Ω33mH0.01μFrLC當(dāng)f=8.76kHz時，輸出電壓最大。1．帶通特性

+－+－R一、RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)..§10-6RLC電路的諧振….1Q1Q3Q2Q1＜Q2＜Q30|Hu|§10-6RLC電路的諧振….1Q1Q3Q1＜Q30|Hu|§10-6RLC電路的諧振….§10-6RLC電路的諧振….2．諧振特性

+－+－R§10-6RLC電路的諧振….P138例10-9、

例10-10.+－+－R+－+－§10-6RLC電路的諧振….P141例10-11.+－G§10-6RLC電路的諧振….二、RLC并聯(lián)電路的頻率響應(yīng)..例設(shè)圖示電路中，激勵ui(t)包含兩個頻率重量ω1和ω2(ω2＞ω1)，即ui(t)=ui1(ω1)+ui2(ω2)。要求響應(yīng)uo(t)只含有ui1(ω1)重量，應(yīng)如何實現(xiàn)濾波電路？+_ui(t)uo(t)+_濾波電路R§10-6RLC電路的諧振….解：濾波電路如下圖所示。C1R+_ui(t)+_uo(t)LC2選擇合適參數(shù)的電感、電容元件，使即對激勵重量ui2(ω2)處于并聯(lián)諧振狀態(tài)，等效為開路，輸出端無ui2(ω2)重量?！?0-6RLC電路的諧振….濾波電路即對激勵重量ui1(ω1)處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，等效為短路，該重量信號干脆加到負載上。