电路基础第七章 电路的频率响应.ppt

频率响应的基本概念
一、网络函数
二、频率响应
一阶电路的频率响应
一、RC一阶低通电路
二、RC一阶高通电路
三、RC一阶全通电路
RLC二阶串联电路的频率响应
一、RLC二阶串联电路的频率
二、RLC串联谐振电路
RLC二阶并联电路的频率响应
一、实用RLC并联电路
二、RLC二阶并联电路的频率响应
第七章 电路的频率响应
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电路中传输的电信号往往不是单一频率的正弦量。如无线电通信、广播、电视等所传输的语言、音乐、图象信号，都是由许多频率的正弦分量所组成。本章讨论在不同频率信号激励下电路的传输特性。
频率响应的基本概念
w
XL
w
XC
容抗和频率成反比
ω  0， XC   直流开路(隔直)
ω   ，XC  0 高频短路(高频旁路)
XC = 1/(ωC)
Uc = XcI = I/(ωC)
感抗和频率成正比
ω ＝ 0， XC ＝ 0 直流短路(直流旁路)
ω   , XC  0 高频开路(隔高频)
XL = L
UL = XLI = LI
-------------------------------------------------------------
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频率响应的基本概念
动态电路中，由于容抗和感抗都是频率的函数，因此，不同频率的正弦激励作用于电路时，即使激励的振幅和初相相同，响应的振幅和初相也随之而变。
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动态电路中，由于容抗和感抗都是频率的函数，因此，不同频率的正弦激励作用于电路时，即使激励的振幅和初相相同，响应的振幅和初相也随之而变。
例1 如图正弦稳态电路，R = 1kΩ，C = 1μF，
当uS(t) = 10 cos(103t)V时，电压uC(t) = ?
当uS(t) = 10 cos(2×103t)V时，电压uC(t) = ?
解 利用分压公式
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当uS(t) = 10 cos(103t)V时，
uC(t) = cos(103t- 45°)V
当uS(t) = 10 cos(2× 103t)V时，
uC(t) = cos(2×103t – °)V
这种电路的响应随激励频率而变化的特性称为电路的频率响应(特性)。通常用正弦稳态电路的网络函数(Network function)描述。
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网络函数的定义：
如前例，
网络函数一般是ω的复函数，可写为
其中，|H(jω)|称为电路的幅频特性(amplitude response)，
θ(ω)称为相频特性(phase response)，
合称电路的频率特性(频率响应）。
单激励源作用下
频率响应的基本概念
二、频率响应
一、网络函数
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可见，该电路对低频信号有较大输出，而对高频分量有抑制作用，故称该电路为低通电路，相应网络函数称低通函数。
对前例，
通常将|H(jω)|/Hmax > ；
而将|H(jω)|/Hmax < ；
二者的边界角频率ωC称为截止角频率。
当ω= ωC时，电路的输出功率是最大功率的一半，故ωC也称半功率点频率。
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解得： ωC= 1/(RC)。
按通带、止带来分类，可分为：低通(a)、高通(b)、带通(c)、带阻(d)和全通(e)滤波电路。其幅频特性分别为
对前面的低通电路，由于Hmax =1 ,故由
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例2 如图正弦稳态电路，R = 1kΩ，C = 1μF， ω0= 103rad/s当uS(t) = 10+10 cos(ω0 t)+ 10 cos(2ω0t) +10 cos(3ω0t) V时，电压uC(t)