《电路》课程教学课件（讲稿，邱关源第五版）第十一章 电路的频率响应

电路第十一章电路的频率响应本章重点11-2RLC串联电路的谐振11-3RL串联电路的频率响应11-4RLC并联谐振电路首页

第十一章 电路的频率响应 11-2 RLC串联电路的谐振 11-3 RLC串联电路的频率响应 11-4 RLC并联谐振电路 本章重点 首 页

电路的频率响应心重点网络函数1.2.．串、并联谐振的概念返回

重点 1. 网络函数 2. 串、并联谐振的概念 返 回

电路电路的频率响应RLC串联电路的谐振11-2谐振是正弦电路在特定条件下产生的一种特殊物理现象。谐振现象在无线电和电工技术中得到广泛应用，研究电路中的谐振现象有重要实际意义。谐振的定义1.含R、L、C的一端口电路，，在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振发生RLC=Z=R谐振7电路返回上页下页

11-2 RLC串联电路的谐振 谐振是正弦电路在特定条件下产生的一种特殊 物理现象。谐振现象在无线电和电工技术中得到广 泛应用，研究电路中的谐振现象有重要实际意义。 含R、L、C的一端口电路，在特定条件下出现端 口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。 1. 谐振的定义 Z R I U     发生 谐振 返 回 上 页 下 页 RLC 电路 U  I  + -

电路电路的频率响应2.串联谐振的条件1RjolZ = R+ j(oL --)=R+ j(X, + X)QC=R+ jX100当X=0 =时，电路发生谐振O.L=0.C谐振条件0谐振角频率仅与电路参数有关f。=谐振频率2元/LC返回上页下页

LC 1 0  R X R X X C Z R L L C j ) j( ) 1 j(           2.串联谐振的条件 谐振角频率 谐振频率 LC f 2π 1 0  LC f 2π 1 0  当 0 1 时，电路发生谐振 。 0 0 C X L      谐振条件 仅与电路参数有关 返 回 上 页 下 页  I R jL + _ jC 1  U

电路电路的频率响应串联电路实现谐振的方式：(I)LC不变，改变0のo由电路参数决定，一个RLC串联电路只有一个对应的の，当外加电源频率等于谐振频率时，电路发生谐振。(2）电源频率不变，改变L或C（常改变C)3.RLC串联电路谐振时的特点阻抗的频率特性Z= R+ j(oL-= Z(0) // @(0)返回上页下页

串联电路实现谐振的方式： (1) L C 不变，改变  (2)电源频率不变，改变 L 或 C ( 常改变 C ) 0由电路参数决定，一个R L C串联电路只有一 个对应的 0 , 当外加电源频率等于谐振频率时，电 路发生谐振。 3. RLC串联电路谐振时的特点 阻抗的频率特性 返 回 上 页 下 页 1 ZR L Z j( ) | ( ) | ( ) C       

电路的频率响应电路IZ(0)= /R +(oL-) = /R +(X, +X) = /R*+X2幅频特性OL-1+XA=arctan@(@ )= arctan(=arctanRRR相频特性Z(@)Z( )IXi(00X(0)元/2R00-X(o)福-元/Z(jの)频响曲线返回上页下页

) arctan( ) arctan( ) 1 ( ) arctan( RX R X X R C L L C          2 2 2 2 2 2 ) ( ) 1 | ( )| ( R X X R X C Z  R  L    L  C      幅频特性 相频特性 X( ) |Z( )| XL( ) XC( ) R  0  Z ( ) O Z(j)频响曲线  ( ) O  0  –/2 /2 返 回 上 页 下 页

#华电路电路的频率响应Z(jの)频响曲线表明阻抗特性可分三个区域描述感性区容性区电阻性>Wo0X(j)0β(jの)<0p(jの)=0R<Z(jの)R<Z(j) IZ(jo.)= Rlim|Z(jo)[=8lim|Z(jの) |=800000谐振时U与i同相1输入阻抗为纯电阻，即Z=R，1阻抗值Z最小。电流I和电阻电压U，达到最大值I=UIR (U一定)。返回上页下页

Z(j)频响曲线表明阻抗特性可分三个区域描述： 容性区 电阻性 感性区   ω0 (j ) 0 (j ) 0     X  R  Z(j) 0 lim (j ) Z    ∞   ω0 (j ) 0 (j ) 0     X  Z(j )  R 0   ω0 (j ) 0 (j ) 0     X  R  Z(j) 0 lim (j ) Z    ∞ (1) 谐振时U与I同相 输入阻抗为纯电阻，即Z=R，阻抗值|Z|最小。 电流I 和电阻电压UR达到最大值 I0=U/R (U一定)。 返 回 上 页 下 页

电路的频率响应RU+Uc=0X=0串联总电(2)L、C上的电压大小相等,相位相反，压为零，也称电压谐振，即U,+Uc=0,LC相当于短路。电源电压全部加在电阻上，U=U。返回上页下页

+ + + _ _ _ UR  UL  UC  R jL + _ jC 1  U UL UC  0, LC相当于短路。   (2) L、C上的电压大小相等，相位相反，串联总电 压为零，也称电压谐振，即 电源电压全部加在电阻上，U R U 。 UL  UC  UR   I  I 返 回 上 页 下 页 0 0      X UL UC

电路的频率响应电路U,= jo.Li=jojQuR=-jQUcR0.C10,|=U=QU特性阻抗L01p品质因数RRRVC(3）谐振时出现过电压当 p=0oL=1/(0oC)>>R 时,Q>>1UL=Uc=QU>>U返回上页下页

QU RU UL LI L    j j j  0  0     QU RUL CI UC    j j j 0 0          U  L  U  C  QU C R L R R L Q      1 0 特性阻抗 品质因数 当 ＝0L=1/(0C )>>R 时，Q>>1 UL= UC =QU >>U (3) 谐振时出现过电压 返 回 上 页 下 页

电路的频率响应L=0.3mH，R=10Q，为收到某收音机输入回路例2-1 天-中央电台560kHz信号，求：（1）调谐电容C值：(2）如输入电压为1.5μV，求谐振电流和此时的电容电压。OR解(1)= 269 pF(2元 f)LU1.5（2)μA = 0.15 μAR10Uc= I,X =158.5μV >>1.5μVUc = QU = L或1R返回上页下页

例2-1 某收音机输入回路 L=0.3mH，R=10，为收到 中央电台560kHz信号，求：(1)调谐电容C值； (2) 如输入电压为1.5V,求谐振电流和此时的 电容电压。 μA 0.15 μA 101.5 (2) 0    RU I 269 pF (2π ) 1 (1) 2   f L 解 C UC  I0X C 158.5 μV 1.5 μV 0 C L U QU U R   返 回 上 页 下 页 或 + _ L C R u I0