电路的频率响应

网络函数

电路在一个正弦电源激励下稳定时,各部分的响应都是同频率的正弦量,通过正弦量的相量,网络函数H(jw)定义为

它的模|H(jw)|是两个正弦量的有效值的比值,它的频率的关系|H(jw)| - w称为幅频特性。

它的幅角ψ(jw)是两个同频正弦量的相位差,它与频率的关系ψ(jw) - w称为相频特性。

 

 

RLC串联电路的谐振

电路的频率响应_第1张图片

输入阻抗        相频特性        幅频特性

存在ω = ω0,使X(jω) = 0,即。此时,ψ(jω0) = 0,即,工程上将这一状态称为谐振。此时,电抗电压,串联谐振又称为电压谐振。

工程上将 定义为谐振电路的品质因数,即

由于,当Q > 1时,电感和电容两端将分别出现比Us(jω0)高Q倍的过电压。在电力系统中,必须采取必要防范谐振措施;而在无线接收系统中,可利用谐振获得较大的输入信号。

 

 

RLC串联电路的频率响应

电路的频率响应_第2张图片

网络函数电路的频率响应_第3张图片,有电路的频率响应_第4张图片

电路的频率响应_第5张图片

从上图可以看出,当信号的频率偏离谐振频率(η ≠ 1)后,输出信号的幅度都从峰值开始下降,表明电路对非谐振频率的信号有抑制能力(简称抑非能力)。电路的这种能力取决于Q,Q值越大,电路的抑非能力越强。

工程上,设定输出幅度指标来划分出谐振电路的通带和阻带。通带BW的指标设定为,即

,得。其中,ωj1和ωj2,称为半功率点或3dB点。BW和Q成反比,BW越窄,抑非能力越强;BW越宽,抑非能力越弱。

 

 

RLC并联谐振电路

电路的频率响应_第6张图片

输入导纳,谐振频率。此时,电纳电流,并联谐振又称为电流谐振。

品质因数定义为

和串联谐振电路一样,Q越大,BW越窄,抑非能力越强;Q越小,BW越宽,抑非能力越弱。

 

 

滤波器简介

低通滤波器

电路的频率响应_第7张图片

高通滤波器

电路的频率响应_第8张图片

带通滤波器

电路的频率响应_第9张图片

带阻滤波器

电路的频率响应_第10张图片

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