南京邮电学院：《电路与信号分析》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 电路的频率特性

第七章电路的频率特性 7-1网络函数与频率特性 7-2Rc电路的频率特性 7-3RLC串联谐振电路 7-4RLC并联谐振电路

第七章 电路的频率特性 7-1 网络函数与频率特性 7-2 RC电路的频率特性 7-3 RLC串联谐振电路 7-4 RLC并联谐振电路

本章讨论正弦激励频率变化时,动态电路的特性 频率特性。通信电路中传输和处理的信号都不是单一频率 的正弦信号,通常是由许多不同频率的正弦信号所组成的 占有一定频带的带频信号。因此有必要研究电路在非单 频率信号作用下电路的响应与激励关系。 首先介绍在正弦稳态条件下的网络函数,然后利用网 络函数研究几种典型RC电路的频率特性,最后介绍谐振 电路及其频率特性。动态电路的频率特性在电子和通信工 程中得到了广泛应用,常用来实现滤浪、选频、移相等功 能

本章讨论正弦激励频率变化时，动态电路的特性—— 频率特性。通信电路中传输和处理的信号都不是单一频率 的正弦信号，通常是由许多不同频率的正弦信号所组成的 占有一定频带的带频信号。因此有必要研究电路在非单一 频率信号作用下电路的响应与激励关系。 首先介绍在正弦稳态条件下的网络函数，然后利用网 络函数研究几种典型RC电路的频率特性，最后介绍谐振 电路及其频率特性。动态电路的频率特性在电子和通信工 程中得到了广泛应用，常用来实现滤波、选频、移相等功 能

7-1电路的频率特性与网络函数 7-1-1频率特性与网络函数的定义 1频率特性或频率响应—电路响应随激励频率而变的特性 2正弦稳态的网络函数电路在频率为ω的正弦激励下 正弦稳态响应相量与激励相量之比,记为H(jo)。即 Hgo 响应相量R(o) 激励相量E(jo) 网络函数H(jo)反映网络本身的特性,它取决于网络的结构 和参数,与输入无关

2 正弦稳态的网络函数——电路在频率为ω的正弦激励下， 正弦稳态响应相量与激励相量之比，记为H(jω)。即 7-1 电路的频率特性与网络函数 7-1-1 频率特性与网络函数的定义 1 频率特性或频率响应——电路响应随激励频率而变的特性。 (j ) (j ) (j )    E R H = = 激励相量 响应相量 网络函数H(jω)反映网络本身的特性，它取决于网络的结构 和参数，与输入无关

3幅频特性与相频特性 H(jo)是u的复值函数 H(ja)=H(ja)|∠6(m) H(jo)响应与激励的幅值比,称作网络的幅频特性 θ(ω)响应与激励的相位差,称作网络的相频特性 幅频特性—振幅比Hjo)随ω的变化特性 相频特性—相位θ(ω)随ω的变化特性 可以用振幅比或相位作纵坐标,画出以频率为横坐标的曲 线。这些曲线分别称为网络函数的幅频特性曲线和相频特 性曲线

3 幅频特性与相频特性 H(j)是ω的复值函数 H(j) =| H(j) |  () |H(j)|——响应与激励的幅值比，称作网络的幅频特性 ()——响应与激励的相位差，称作网络的相频特性 幅频特性——振幅比|H(j)|随ω的变化特性 相频特性——相位()随ω的变化特性 可以用振幅比或相位作纵坐标，画出以频率为横坐标的曲 线。这些曲线分别称为网络函数的幅频特性曲线和相频特 性曲线

7-1-2网络函数的分类 策动点函数:输入和输出属于同一端口 策动点阻抗:z(jo) 策动点导纳:Y(j) ZGo= YGO)

策动点导纳： 7-1-2 网络函数的分类 策动点函数：输入和输出属于同一端口。 策动点阻抗： 1 1 (j ) I U Z    = 1 1 (j ) U I Y    = (j ) 1 (j )   Y Z = 1 I  − + U1  2 I  − + U2 N0 

转移函数:输入和输出属于不同端口 转移阻抗:zn(j) 转移导纳:Y(jO) 转移电压比:K(j)= 转移电流比:K(j)

转移函数：输入和输出属于不同端口 转移阻抗： 转移导纳： 转移电压比： 转移电流比： 1 2 (j ) I U ZT    = 1 2 (j ) U I YT    = 1 2 (j ) U U KU    = 1 2 (j ) I I KI    = 1 I  − + U1  2 I  − + U2 N0 

7-1-3网络函数的计算方法 网络函数取决于网络的结构和参数,与输入无关。已知 网络相量模型,计算网络函数的方法是外加电源法:在 输入端加一个电压源或电流源,用正弦稳态分析的任一 种方法求输出相量的表达式,然后将输出相量与输入相 量相比,得相应的网络函数

网络函数取决于网络的结构和参数，与输入无关。已知 网络相量模型，计算网络函数的方法是外加电源法：在 输入端加一个电压源或电流源，用正弦稳态分析的任一 种方法求输出相量的表达式，然后将输出相量与输入相 量相比，得相应的网络函数。 7-1-3 网络函数的计算方法

例试求图(a)所示网络负载端开路时的策动点阻抗种转 移阻抗U21 jacC R (b) 解:相量模型如图(b)。用串并联公式得策动点阻抗 RIR+ joC) 1-RoC+3BaRG OC 2R+ JOC-2Ro2C2

例l 试求图(a)所示网络负载端开路时的策动点阻抗 和转 移阻抗 。 1 1 U / I   解：相量模型如图(b)。用串并联公式得策动点阻抗 2 2 2 2 2 . 1 1 j 2 1 j3 j 1 2 j 1 j 1 C R C R C RC C R C R R C I U        − − + = +         + = +  2 1 U / I  

为求转移阻抗U2/可外加电流源 求得:(2=RxRl1 R OC 2R+ 1+12RC JOC 则:2jRC 1+l2aRC 在网络函数式中,频率U是作为一个变量出现在函数式中的

为求转移阻抗 ，可外加电流源 . 1 2 . 1 2 1 j2 j j 1 2 I RC R C C R R I U R    + = + 求得 ：  =  RC R C I U   1 j2 j 2 1 2 + =   在网络函数式中，频率ω是作为一个变量出现在函数式中的。 2 1 U / I   1 I  则：

7-2RC电路的频率特性 7-2-1Rc低通网络 R Rc串联电路,电容电压对输 入电压的转移电压比为 ( HGo=kgo jc +11+ JORC Joc 令 RC7则:H(10)=~1 =H(j0)∠() 1+

7－2 RC电路的频率特性 RC串联电路，电容电压对输 入电压的转移电压比为 RC C R C U U H KU      1 j 1 j 1 j 1 (j ) (j ) 1 2 + = + = = =   令 RC τ ω 1 1 C = = 则： | (j )| ( ) 1 j 1 (j ) C       =  + H = H 7-2-1 RC低通网络 R jC 1 − + U1  − + U2 