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1、电路原理营口地区成人高等教育 QQ群54356621第1页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662191 网络函数和频率特性网络函数和频率特性 网络函数：单一电源激励线性正弦电路，响应相量与激励相量之比同一端口：同一端口：H称为等效阻抗或等效导纳称为等效阻抗或等效导纳不同端口：不同端口：H称为转移（或传递）函数称为转移（或传递）函数 即：即：转移电压比转移电压比/电流比、转移阻抗电流比、转移阻抗/导纳导纳第2页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662191 网络函数和频率特性网络函数和频率特性二、频率特性（网络函数随频
2、率变化的特性）1、分析、分析R、C串联电路的频率特性串联电路的频率特性 已知已知 为激励，为激励，、为响应。为响应。设设-RC电路的电路的固有频率固有频率第3页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662191 网络函数和频率特性网络函数和频率特性低通滤波低通滤波高通滤波高通滤波滤波滤波：使某些频率的信号顺利通过，抑制其它频率信号：使某些频率的信号顺利通过，抑制其它频率信号滤波分类滤波分类：低通、高通、带通、带阻滤波：低通、高通、带通、带阻滤波截止频率截止频率：网络函数的模下降到最大值的：网络函数的模下降到最大值的时对应的频率时对应的频率通带通带阻带阻带第4页
3、，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662191 网络函数和频率特性网络函数和频率特性2、分析RLC串联电路的频率特性为激励，为激励，其中：其中：、为响应。为响应。分别以分别以设设 -RLC串联电路的串联电路的固有频率固有频率令令称为称为RLC串联电路的串联电路的特性阻抗特性阻抗称为称为RLC串联电路的串联电路的品质因数品质因数令第5页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662191 网络函数和频率特性网络函数和频率特性带通带通低通低通高通高通通带宽度通带宽度只有当只有当幅频特性才存在极大值幅频特性才存在极大值第6页，共2
4、6页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662192 串联谐振电路串联谐振电路谐振：含有电感和电容的交流一端口，当端电压和端口电流同相即电路呈纯阻性时称为谐振分类：串联谐振：串联谐振：L L与与C C串联电路中的谐振串联电路中的谐振并联谐振：并联谐振：L L与与C C并联电路中的谐振并联电路中的谐振耦合谐振耦合谐振:由互感或电容耦合成的双回路谐振电路由互感或电容耦合成的双回路谐振电路谐振在无线电工程、电子测量技术领域应用非常广泛。第7页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662192 串联谐振电路串联谐振电路 谐振角频率：谐振角频率
5、：一、谐振条件：一、谐振条件：即即 调谐：调谐：L、C不变，调节电源频率使不变，调节电源频率使 或电源频率不变，调节或电源频率不变，调节L或或C使使第8页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662192 串联谐振电路串联谐振电路谐振曲线：电压、电流随频率变化的曲线 主要用于表示电压、电流在谐振点附近的变动情况，可由相应的幅频特性曲线直接画出谐振曲线 通频带：通频带：Q Q越高，越高，但选择性越好但选择性越好通频带越窄通频带越窄第9页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662192 串联谐振电路串联谐振电路二、谐振特征1 1
6、电路呈纯阻性，电路呈纯阻性，2.2.若端电压一定，若端电压一定，电流达到最大值电流达到最大值：，3 3电压谐振电压谐振：阻抗模最小阻抗模最小相量图相量图第10页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662192 串联谐振电路串联谐振电路特性阻抗：特性阻抗：品质因数：品质因数：（谐振时电抗电压与电阻电压的比值）（谐振时电抗电压与电阻电压的比值）（谐振时的电抗模）（谐振时的电抗模）4 4功率：功率：由于端口电压、电流同相，由于端口电压、电流同相，只吸收有功（只吸收有功（R R）不吸收无功（感性和容性无功抵消）不吸收无功（感性和容性无功抵消）第11页，共26页，编辑
7、于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662192 串联谐振电路串联谐振电路三、应用避免：电力工程中过大的电压可能击穿电器设备的绝缘利用：电讯工程中利用电压谐振获得较高的电压例如：无线电接收机输入电路无线电接收机无线电接收机 接收机等效电路接收机等效电路 调节调节C C，使，使谐振频率信号谐振频率信号最大，最大，很大很大非谐振频率信号输出很小非谐振频率信号输出很小从而选择信号，抑制干扰从而选择信号，抑制干扰接收天线接收天线谐振电路谐振电路不同不同 f 的的感应电压信号感应电压信号第12页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662192 串联
8、谐振电路串联谐振电路例题9.1：一个线圈与电容串联，线圈电阻R=16.2，电感L=0.26mH，当把电容调节到100pF时发生串联谐振。(1)求谐振频率和品质因数；(2)设外加电压为10V，其频率等于电路的谐振频率，求电路中的电流和电容电压；(3)若外加电压仍为10V，但其频率比谐振频率高10%，再求电容电压。线圈与电容串联电路线圈与电容串联电路解：解：第13页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662192 串联谐振电路串联谐振电路当电源频率比电路谐振频率高10%时：第14页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群543566219
9、3 并联谐振电路并联谐振电路复习：串联谐振的特点：电压谐振。谐振时电感或电容上电压很大，是端口电压的Q倍，品质因数Q越大，谐振电路的选频特性越好。思考：如果信号源内阻很大，对谐振特性有何影响？信号源内阻大将使串联等效电阻变大，从而降低回路的品质因素，使谐振电路的选频性变差。这时可以采用并联谐振电路。串联谐振串联谐振适用于信号源内阻很小的情况适用于信号源内阻很小的情况Rs+-第15页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662193 并联谐振电路并联谐振电路一、GCL并联谐振（与串联谐振加以对比）1、条件：、条件：条件：条件：ImIm（Y Y）=0 =0 即即谐
10、振角频率：谐振角频率：2、特征：、特征：（1）电路呈现呈）电路呈现呈纯阻性，纯阻性，等效导纳：等效导纳：导纳模最小（即阻抗模最大）导纳模最小（即阻抗模最大）第16页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662193 并联谐振电路并联谐振电路（2 2）若端电流）若端电流I I一定，一定，端电压端电压U U达最大值达最大值（3）电流谐振电流谐振 品质因数：品质因数：（谐振时电感或电容电流与端口总电流之比）（谐振时电感或电容电流与端口总电流之比）（4）功率）功率 只吸收有功，不需要无功（能量互换只发生在只吸收有功，不需要无功（能量互换只发生在L、C之间）之间）相量图
11、相量图第17页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662193 并联谐振电路并联谐振电路二、线圈（RL）与电容并联谐振1、条件、条件条件：条件：谐振角频率：谐振角频率：等效导纳：等效导纳：工程上广泛应用电感线圈与电容器组成并联谐振电路，工程上广泛应用电感线圈与电容器组成并联谐振电路，由于实际电感线圈的电阻不可忽略，与电容器并联时，由于实际电感线圈的电阻不可忽略，与电容器并联时，其电路模型如图所示其电路模型如图所示第18页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662193 并联谐振电路并联谐振电路调谐：调谐：R R、L L、C
12、 C不变，调节电源频率不变，调节电源频率 不变，调节电路参数不变，调节电路参数L或或C调节调节C时得时得（当（当 时存在）时存在）调节调节L时可得时可得 （当（当R1/2 C 时存在）时存在）第19页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662193 并联谐振电路并联谐振电路2、特征（1 1）电路呈现）电路呈现纯阻性，纯阻性，（2 2）若端电流）若端电流I I一定，一定，端电压端电压U U接近最大值接近最大值 导纳模接近最小值导纳模接近最小值（阻抗模接近最大值）（阻抗模接近最大值）第20页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435
13、662193 并联谐振电路并联谐振电路（3）电流谐振电流谐振（4）功率：）功率：只吸收有功，不需要无功（能量互换只在只吸收有功，不需要无功（能量互换只在L、C之间）之间）相量图相量图定义线圈的品质因数：定义线圈的品质因数：当线圈的品质因数当线圈的品质因数Q很高时，很高时，第21页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群54356621思考题：理想情况下，纯电感与纯电容并联谐振的情况？理想情况下，纯电感与纯电容并联谐振的情况？93 并联谐振电路并联谐振电路第22页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662193 并联谐振电路并联谐振电路
14、分析：实际并联谐振阻抗：实际并联谐振阻抗：当当时：时：所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。即：端口电流为零，但电感和电容由于承受端电压，即：端口电流为零，但电感和电容由于承受端电压，其中的电流可能很大，形成内部环流。其中的电流可能很大，形成内部环流。第23页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662193 并联谐振电路并联谐振电路例题9.2：一个电感为0.25mH，电阻为25的线圈与85pF的电容器接成并联电路，试求该并联电路的谐振频率和谐振时的阻抗。解：解：谐振阻抗远大于线圈电阻谐振阻抗远大于线圈电阻第2
15、4页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群5435662193 并联谐振电路并联谐振电路例9.3:利用谐振进行选频、滤波。电路中，输入信号中含有f0=100HZ，f1=500HZ的两种频率信号，L=100mH，若要将频率f0的信号滤去，则应选多大的电容？解：解：当当LC并联谐振于频率并联谐振于频率f0 时时可滤出该频率信号可滤出该频率信号=可得：可得：f0F=25.4F=C接接收收网网络络L谐振谐振滤波器滤波器第25页，共26页，编辑于2022年，星期日营口地区成人高等教育 QQ群54356621本章小结本章小结1、网络函数和频率特性 网络函数和频率特性的基本概念和分析方法 滤波的概念2、谐振 熟练掌握串联和并联谐振的条件和特点 了解谐振的应用 -本章重点本章重点第26页，共26页，编辑于2022年，星期日