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电路分析基础

电路分析基础. Basis of Circuit Analysis. 信 息 技 术 学 部 信息工程与自动化系. 谢建群. 《 电路分析基础 》 教学内容. 1. 电路的基本概念与定律　 2. 等效变换分析法　　 3. 线性网络的一般分析方法 4. 网络定理 5. 动态电路的瞬态分析 6. 正弦稳态分析 7. 电路的频率响应和谐振现象 8. 二端口网络. 电路分析基础. 7. 电路的频率响应和谐振现象. 7.1 网络函数与频率响应 7.2 RC 电路的频率特性 7.3 RLC 串联谐振电路 7.4 GLC 并联谐振电路.

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  1. 电路分析基础 Basis of Circuit Analysis 信 息 技 术 学 部 信息工程与自动化系 谢建群

  2. 《电路分析基础》教学内容 1. 电路的基本概念与定律　 2. 等效变换分析法　　 3. 线性网络的一般分析方法 4. 网络定理 5. 动态电路的瞬态分析 6. 正弦稳态分析 7. 电路的频率响应和谐振现象 8. 二端口网络 电路分析基础

  3. 7. 电路的频率响应和谐振现象 7.1 网络函数与频率响应 7.2 RC电路的频率特性 7.3 RLC串联谐振电路 7.4 GLC并联谐振电路 7. 电路的频率响应和谐振现象

  4. 等效输入阻抗 激励和响应 属于同一端口 等效输入导纳 网络函数 转移电流比 转移阻抗 激励和响应 属于不同端口 转移导纳 转移电压比 7.1 网络函数与频率响应 基本要求：理解网络函数的定义和频率响应的概念。 一、网络函数的定义 响应相量与激励相量之比称为网络函数： 二、网络函数的分类 İS + 线性无独立源 ŬS – + 线性无独立源 İ ŬS – İS + + 线性无独立源 Ŭ － ŬS – İ

  5. 7.1 网络函数与频率响应 三、频率响应（频率特性） R 网络函数： + + C – –

  6. 7.2 RC电路的频率响应 基本要求：理解RC高通、低通和带通电路的频率响应。理解截止频率、通频 带等概念。 一、RC低通网络 ＋ ＋ 1、网络函数 － － 2、频率响应（曲线参见P.264） 3、主要特点 （1）由幅频特性可知，低频的正弦信号要比高频的信号更容易通过这 一电路，故称为低通网络。 （2）由相频特性可知，输出电压总是滞后于输入电压，滞后的角度介 于 0°~ 90°之间，故又称为滞后网络。

  7. 幅频特性曲线降低至其最大幅度 处的频率，记为 。 由于网络的输出功率与输入电压的平方成正比，当 时，网络输出功率是最大输出功率的一半，因此， 又称为半功率点。 当 时，输出电压的幅度值不小于最大输出信号的 70.7％，工程上认为这部分信号能顺利通过该网络，故把 频率范围称为通带，其余频率范围称为阻带。 7.2 RC电路的频率响应 4、截止频率 5、通带与阻带 6、应用 广泛应用于电子设备的整流电路中，以滤除整流后的电源电压中的交流分量；或用于检波电路中以滤除检波后的高频分量。

  8. 7.2 RC电路的频率响应 二、RC高通网络 ＋ ＋ 1、网络函数 － － 2、频率响应（曲线参见P.265） 3、主要特点 （1）高通、超前网络。 （2）截止频率： ； （3）通带： 阻带： ； （4）应用：常用作电子电路放大级间的RC耦合电路。

  9. 7.2 RC电路的频率响应 三、RC带通网络 ＋ ＋ 1、网络函数 － － 2、频率响应（曲线参见P.266） 3、主要特点 （1）对频率 附近的信号有较大的输出——带通网络。 （2）截止频率：上下两个截止频率 ； （3）通带： 阻带： ； （4）应用：常用作低频振荡器中选频，以产生不同频率的正弦信号。

  10. 7.3 RLC串联谐振电路 基本要求：理解RLC串联电路的频率响应；理解其谐振工作状态的特点；掌 握谐振频率、通频带、品质因数等参数的计算方法。 一、谐振现象 ＋ － ＋ ＋ － ＋ － 当 时，Z呈电阻性， 同相。 － 选择合适的电源频率或电路参数，使电路的等效电抗为零，此时，电压与电流同相，电路呈电阻性，电路中只有电阻的耗能，不存在能量交换。电路的这种特殊现象称为谐振。处于谐振状态的电路成为谐振电路。

  11. 7.3 RLC串联谐振电路 二、RLC串联电路谐振条件 ＋ － ＋ ＋ － ＋ － ——电路的谐振频率（或固有频率） － 电路的谐振频率仅由回路元件参数 L和 C 决定，而与激励无关，仅当激励的频率等于电路的谐振频率时，电路才发生谐振现象。 • 当激励的频率一定时，改变L、C使电路的固有频率与激励频 • 率相同而达到谐振。 • 当回路元件参数一定时，改变激励频率以实现 f = f 0 。

  12. 7.3 RLC串联谐振电路 三、RLC串联谐振电路的特点 1、串谐时由于u、i同相，电路复阻抗为电阻性质： 2、由于谐振时电路阻抗最小，所以谐振电流I0最大。 3、特性阻抗ρ是衡量串谐电路性能的一个重要指标： 4、品质因数Q是衡量串谐电路性能的另一个重要指标： 5、电感电压和电容电压大小相等，方向相反。

  13. 7.3 RLC串联谐振电路 四、RLC串联谐振电路的频率特性 1、电路的策动点导纳函数为（曲线图参见P.270）：

  14. 7.3 RLC串联谐振电路 2、通频带与选择性 由截止频率的定义，当 时可以确定上下截止频率为： 通频带： 带宽： 选择性：谐振电路具有选出所需信号而同时抑制不需要信号 的能力。 Q值越高，谐振幅频曲线越尖锐，电路对偏离谐振频率的信号的抑制能力越强——选择性越好，相反，选择性越差。

  15. RL2 L2 e1 e2 e3 C 7.3 RLC串联谐振电路 五、应用实例（接收机输入电路） L1：收音机接收电路的接收天线 L2和C：组成收音机的谐振电路 L3：将选择出来的电台信号送到接收电路 L2和C 组成收音机选频（调台）电路，通过调节不同的C 值选出所需电台。 三个感应电动势来自于三个不同的电台在空中发射的电磁波。

  16. 7.4 GLC并联谐振电路 基本要求：理解GLC并联谐振电路工作状态的特点；掌握谐振频率、通频 带、品质因数等参数的计算方法。 一、问题的提出 在串联谐振电路中，当信号源内阻很大时， 选择性 可见，串联谐振电路适用于信号源内阻较小的情况。这时宜采用GLC并联谐振电路。 İL İG İC İS G jωC 1/jωL

  17. 7.4 GLC并联谐振电路 二、GLC并联谐振电路的特点 İL jωL İG İC + R İS ŬS 1/jωC G jωC 1/jωL –

  18. 总 结 策动点阻抗 策动点导纳 策动点函数 网络函数 转移电压比 转移电流比 转移阻抗 转移导纳 基本概念 转移函数 频率响应和谐振现象 频率响应 网络函数的幅频特性 网络函数的相频特性 截止频率 通带与阻带（通频带宽） 选择性 谐振 谐振角频率、频率 谐振阻抗、品质因素、特性阻抗 低通函数 高通函数 带通函数 全通、带阻函数 RC电路 典型电路 RLC串联（带通函数） RLC并联（带通函数） RL和C并联（带通函数） … …

  19. 总 结 … … 频率响应和谐振现象 端口电压电流同相 电路呈阻性 功率因数为1 谐振电路特点 RLC串联谐振 RLC并联谐振 分析方法 ——相量法

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