《电路》课程教学资源（A）课件（图片版）第13章 非正弦周期电流电路（无例题）

第13章非正弦周期电流电路和信号的频谱 本章目录 13.1 非正弦周期信号 13.2 周期函数分解为傅里叶级数 13.3 有效值、平均值和平均功率 13.4 非正弦周期电流电路的计算 13.5 对称三相电路中的高次谐波 1

8重点 1.非正弦周期电流和电压的有效值、平均值； 2.非正弦周期电流电路的平均功率； 3.非正弦周期电流电路的计算（谐波分析法）。 Y难点 1.响应的叠加； 2.电路中LC对不同次谐波的谐振。 本章主要讨论在非正弦周期电流、电压信号的作用下，线 性电路的稳态分析和计算方法。 非正弦周期信号可以分解为直流量和一系列不同频率正弦量 之和，每一信号单独作用下的响应，与直流电路及交流电路 的求解方法相同，再应用叠加定理求解，是前面内容的综合

§13-1非正弦周期信号 ●生产实际中，会碰到许多非正弦信号，原因有： ①激励本身是非正弦信号； 在电气工程、电子信息、自动控制、计算机等技 术领域中经常用到非正弦信号，例如交流发电机 的输出电压严格地说是非正弦量。 ②电路中含有非线性元件。例如整流电路等。 8非正弦周期交流信号的特点 ①不是正弦波： ②按周期规律变化。→f()=f(t+nT)

实践中常见的非正弦周期信号 方波 锯齿波 0 2T 数字电路、计算机的CP等 通过显像管偏转 线圈的扫描电流 整流波 尖顶脉冲 T 桥式或全波整流 晶闸管的触发脉冲等 电路的输出波形

实践中常见的非正弦周期信号（续） 尖顶波 ↑ 三角波 控制 电压 2 正弦电压在铁心线圈 PWM调制器的时 中产生的电流波形 间基准信号波形 阶梯波 整流波 由数字电路或计算 半波 机产生的正弦信号 5

§13-2周期函数分解为傅里叶级数 1.非正弦周期函数的分解 ●根据高等数学知识：若非正弦周期信号f 满足“狄里赫利条件”，就能展开成一个 收敛的傅里叶级数。 o+lacos(k)+bgsin(k 系数aa、b分别为：a=0d山 cos(kon drb)sin(kon dr 6

根据给定)的形式，积分区间也可以改为： 0山 2 T/2 a,=20cos(k@0d山 -T/2 T/2 2元 b=引0sink@0d T/2 积分区间也可以是[0~2π]或[-π~元]，例如： a-Aeos(kod(-Acos(kond(a -sin(kon0d(Asin(ko.d(o.)

f0=a+ [akcos(k@t)+bisin(k@t)] k 展开式同时存在正弦项和余弦项，在进行不同信 号的对比时不方便，而且数k、bs的，意义也不明确。 将展开式合并成更为适用的形式一余弦级数： ak=Akmcosk b=-Akmsin 则f0=A+∑Akmcos(kot+) 式中：A0=a0Akm=Va候+b径 -bk =arctan dg

0=A2 Akmcos (k) Akm=Va暇+b候 一bk ①A是f)的恒定分量， 恢=arctan-吹 或称为直流分量。 ②k=1的项Amc0s(ot+4) 具有与)相同的频率，称基波分量。 基波占f)的主要成分，基本代表了f)的特征。 ③22的各项，分别称为二次谐波，三次谐波等。 统称高次谐波。 9

f0=A0∑4kmcos(kot+) 2.非正弦周期信号的频谱 ●)中各次谐波的幅值和初相不同，对不同的f, 正弦波的颜率成份也不一定相同。为形象地反映各 次谐波的频率成份，以及各次谐波幅值和初相与频 率的关系，引入振幅颇谱和相位谱的概念。 8振幅频谱：f)展开式中Akm与o(仁k@)的关系。 反映了各频率成份的振幅所占的“比重”，因k是 正整数，故颜谱图是离散的，也称线缬谱。 8相位频谱：指4与o的关系。 10