当电路中激励源的频率变化时,电路中的感抗、容抗将跟随频率变化,从而导致电路的工作状态亦跟随频率变化。因此,分析研究电路和系统的频率特性就显得格外重要。
频率特性:电路和系统的工作状态跟随频率而变化的现象,称为电路和系统的频率特性,又称频率响应。
网络函数H(jω)的定义:
在线性正弦稳态网络中,当只有一个独立激励源作用时,网络中某一处的响应(电压或电流)与网络输入之比,称为该响应的网络函数。
网络函数H(jω)的物理意义:
注意:
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。
谐振的定义:
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。
串联谐振的条件:
串联电路实现谐振的方式:
RLC串联电路谐振时的特点:
3、RLC串联电路的频率响应
研究物理量与频率关系的图形(谐振曲线)可以加深对谐振现象的认识。
表明:
(1)谐振电路具有选择性
在谐振点响应出现峰值,当w偏离w0时,输出下降。即串联谐振电路对不同频率信号有不同的响应,对谐振信号最突出(响应最大),而对远离谐振频率的信号具有抑制能力。这种对不同输入信号的选择能力称为“选择性”。
(2)谐振电路的选择性与Q成正比
Q越大,谐振曲线越陡。电路对非谐振频率的信号具有强的抑制能力,所以选择性好。因此Q是反映谐振电路性质的一个重要指标。
4、RLC并联谐振电路
G、C、L 并联电路:
电感线圈与电容器的并联谐振:
5、波特图
对电路和系统的频率特性进行分析时,为了直观地观察频率特性随频率变化的趋势和特征,工程上常采用对数坐标来作频响曲线,这种用对数坐标描绘的频率响应图就称为频响波特图。
画出网络函数的波特图。
解:改写网络函数为:
6、滤波器简介
工程上根据输出端口对信号频率范围的要求,设计专门的网络,置于输入—输出端口之间,使输出端口所需要的频率分量能够顺利通过,而抑制或削弱不需要的频率分量,这种具有选频功能的中间网络,工程上称为滤波器。
有源滤波器:利用有源元件运算放大器构成的滤波器称为有源滤波器。