电路分析第11章频率响应多频正弦稳态电路

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1、第十一章频率响应多频正弦稳态电路§11-1基本概念§11-4正弦稳态的叠加§11-5平均功率的叠加§11-6RLC电路的谐振§11-2再论阻抗和导纳§11-3正弦稳态网络函数在正弦交流电路中，由于电感元件的感抗和电容元件的容抗都与频率有关，当电源电压或电流（激励）的频率改变时，感抗和容抗将随着激励的频率的改变而改变，即使激励的大小不变，在电路中各部分所产生的电压和电流（响应）的大小和相位也将发生变化。电路响应随激励频率变化的关系称为电路的频率响应。§11-1基本概念多频正弦稳态电路就是多个不同频率

2、激励下的稳态电路。多频正弦稳态电路的分析仍可采用相量法，但只能逐个频率分别处理，最后再用叠加方法求得结果。一.无源单口网络阻抗的性质+U–·I·N0wZ=UI··=UIu–i=

3、Z

4、jZ§11-2再论阻抗和导纳阻抗模

5、Z

6、可以确定无源单口网络端口上电压有效值与电流有效值的比值关系；由阻抗辐角jZ可以确定端口上电压与电流的相位关系。确定了无源单口网络的阻抗Z，也就确定了无源单口网络在正弦稳态时的表现。同理，确定了无源单口网络的导纳Y，也就确定了无源单口网络在正弦稳态时的表现。解：R1R2ba

7、1jwCjwL例：电路如图，求ab端输入阻抗。=[R2+1+(wCR1)2R1wCR12]+j[wL–1+(wCR1)2]=R2+jwL+1+(wCR1)2R1–jwCR12=R2+jwL+1+jwCR1R1R1Zab=R2+jwL+jwCR1+jwC1Z(jw)=R(w)+jX(w)阻抗的实部和虚部都是频率的函数。实部称为电阻分量，它并不一定只由网络中的电阻所确定；虚部称为电抗分量，它并不一定只由网络中的动态元件所确定。Z(jw)=R(w)+jX(w)=

8、Z(jw)

9、jZ(w)jZ(w)=ar

10、ctgR(w)X(w)

11、Z(jw)

12、=R2(w)+X2(w)j=90˚纯电感性电路j=–90˚纯电容性电路j=0˚纯电阻性电路0˚j>–90˚电容性RC电路：对所有频率都是电容性电路。RL电路：对所有频率都是电感性电路。RLC电路：某些频率是电容性；某些频率是电感性；某些频率是纯电阻性（谐振状态）。LC电路：对某些频率是纯电感性；对某些频率是纯电容性。·IN0+–·UZ(jw)=R(w)+jX(w)=

13、Z(jw)

14、jZ(w)阻抗的模

15、Z

16、和辐角jZ都是频率的函数。根据网

17、络的输入阻抗Z(jw)，即可确定单口网络在各个不同频率下的正弦稳态表现。因此，单口网络的阻抗函数Z(jw)可用于研究该网络的频率响应。输入阻抗Z(jw)可看作激励电流10˚A所产生的电压响应。·IN0+–·UjZ(w)=arctgR(w)X(w)

18、Z(jw)

19、=R2(w)+X2(w)Z=UI··=UIu–i=

20、Z

21、jZ

22、Z(jw)

23、——幅频特性j(w)——相频特性频率特性Z与频率w的关系称为阻抗的频率特性。

24、Z

25、与频率w的关系称为阻抗的幅频特性。j与频率w的关系称为阻抗的相频特性。幅频

26、特性和相频特性通常用曲线表示。Z(jw)=R(w)+jX(w)=

27、Z(jw)

28、jZ(w)·IN0+–·U二.无源单口网络导纳的性质Y=IU··=IUji–ju=

29、Y

30、jYY(jw)=G(w)+jB(w)Y(jw)=

31、Y(jw)

32、jY(w)jY=90˚纯电容性电路jY=–90˚纯电感性电路jY=0˚纯电阻性电路0˚jY>–90˚电感性输入导纳Y(jw)可看作激励电压10˚V所产生的电流响应。Y=1Z=1–jZ=

33、Y

34、jY

35、Z

36、·IN0+–·U阻抗与导纳的关系1

37、.定义：单激励时，响应相量与激励相量之比称为网络函数。网络函数H(j)=响应向量激励向量2.策动点函数：同一对端钮上响应相量与激励相量的比称为策动点函数或称驱动点函数。+U1–·I1·N0w+U1–·I1·N0w策动点函数§11-3正弦稳态网络函数网络函数H策动点函数转移函数策动点阻抗策动点导纳3.转移函数：不同对端钮上响应相量与激励相量的比叫转移函数。根据指定响应相量与激励相量的不同，转移函数分为以下四种：(1)转移阻抗(2)转移导纳ZL+U2–·I1·N0wZL+U1–·I2·N0w(3)电

38、压转移函数(4)电流转移函数ZL+U1–·N0w+U2–·I2·ZL+U2–·I1·N0w策动点函数转移函数网络函数H(jw)=

39、H(jw)

40、j(w)

41、H(jw)

42、——幅频特性j(w)——相频特性频率特性4.网络函数的求法根据相量模型，可选择用串联分压，并联分流，支路电流法，节点分析法，网孔分析法，叠加原理，戴维南定理和诺顿定理等等各种方法。电感或电容元件对不同频率的信号具有不同的阻抗，利用感抗或容抗随频率而改变的特性构成四端网络，有选择地使某一段频率范围的信号顺利通过或者得到有