電路分析基礎(chǔ)ppt第10章 頻率響應(yīng)

1、電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路再論阻抗和導(dǎo)納再論阻抗和導(dǎo)納10-2基本概念基本概念10-1正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)10-3正弦穩(wěn)態(tài)的疊加正弦穩(wěn)態(tài)的疊加10-4平均功率的疊加平均功率的疊加10-5RLC電路的諧振電路的諧振10-6頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念10-2第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) 實際應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到非正弦周期電壓或電流電路。實際應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到非正弦周期電壓或電流電路。在電子技術(shù)、自動控制、計算機和無線電技術(shù)等方面，電在電子技術(shù)、自動控制、計算

2、機和無線電技術(shù)等方面，電壓和電流往往都是周期性的非正弦波形。壓和電流往往都是周期性的非正弦波形。例如：例如：單相單相半波整流電路的輸出電壓半波整流電路的輸出電壓tuituouiuo+10-1 基本概念基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)+uoui二極管應(yīng)用舉例二極管應(yīng)用舉例 .單相全波橋式單相全波橋式整流電路的輸出電壓整流電路的輸出電壓tuituo第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)示波器內(nèi)的水平掃描電壓示波器內(nèi)的水平掃描電壓周期性鋸齒波周期性鋸齒波10-1 基本概念基本概念第十章第

3、十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) ub t晶體管放大電路的輸入、輸出電壓晶體管放大電路的輸入、輸出電壓（交直流共存電路）（交直流共存電路）+VCC uS + b c e uc t10-1 基本概念基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)脈沖電路中的脈沖信號脈沖電路中的脈沖信號（周期性方波）（周期性方波）u TtUm10-1 基本概念基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)dttfT )(0若非正弦周期函數(shù)若非正弦周期函數(shù) f(t) 滿足

4、狄里赫利條件：滿足狄里赫利條件：.周期函數(shù)極值點的數(shù)目為有限個；周期函數(shù)極值點的數(shù)目為有限個；間斷點的數(shù)目為有限個；間斷點的數(shù)目為有限個；在一個周期內(nèi)絕對可積，即：在一個周期內(nèi)絕對可積，即：可展開成收斂的傅里葉級數(shù)可展開成收斂的傅里葉級數(shù) 一般電工、電子技術(shù)中遇到的周期函數(shù)都能滿足一般電工、電子技術(shù)中遇到的周期函數(shù)都能滿足狄里赫利條件。狄里赫利條件。10-1 基本概念基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)直流分量直流分量基波基波( (與原與原函數(shù)同頻）函數(shù)同頻）二次諧波二次諧波（2倍頻）倍頻）高次諧波高次諧波)sin()(110 tAA

5、tfm)sin(222 tAm )sin(knmtkA 周期函數(shù)展開成傅里葉級數(shù)：周期函數(shù)展開成傅里葉級數(shù)：10-1 基本概念基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ))sinsin(sintttUUumm 55133122T/2TumU0t周期性方波的分解周期性方波的分解傅里葉級數(shù)展開式：傅里葉級數(shù)展開式：常見非正弦周期信號的傅里葉級數(shù)展開式參見常見非正弦周期信號的傅里葉級數(shù)展開式參見P112。10-1 基本概念基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)基基 波波三次諧波三次諧波直流分

6、量直流分量五次諧波五次諧波七次諧波七次諧波tumUtumUtumU)sinsin(sintttUUumm 5513312210-1 基本概念基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)直流分量直流分量+ +基波基波直流分量直流分量基基 波波tumU10-1 基本概念基本概念)sinsin(sintttUUumm 55133122第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)t直流分量直流分量+ +基波基波三次諧三次諧波波umU直流分量直流分量+ +基波基波+ +三次諧波三次諧波 由圖可見，直流分量與各

7、次諧波逐次疊加后所得由圖可見，直流分量與各次諧波逐次疊加后所得波形，將逐漸趨于周期性方波。波形，將逐漸趨于周期性方波。10-1 基本概念基本概念 顯然，周期性方波對電路產(chǎn)生的響應(yīng)，等于直流顯然，周期性方波對電路產(chǎn)生的響應(yīng)，等于直流分量及各次諧波單獨作用時所產(chǎn)生的響應(yīng)之疊加。分量及各次諧波單獨作用時所產(chǎn)生的響應(yīng)之疊加。)sinsin(sintttUUumm 55133122第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) 1 211，SICjRRRI CjRRRRjZT 1 2121)(式式中中。，求求、；設(shè)設(shè))(coscoscos)(tuCRRtttti

8、sF30k1k3 mA 100022102222 21 例例IRU2SICjRRRR 12121STIjZ)( k 100129 j解解：10-2 頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念R2R1C)(tu+)(tisR2R1U+sIICj 第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)單單獨獨作作用用時時當(dāng)當(dāng) mA 22 tcosV 2832179001).cos(.)(tturad/s 1 mA 02 101 ，SIk 1001291jjZT)( 111STIjZU)( 002100129jV 83.217900.10-2 頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的

9、基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)單單獨獨作作用用時時當(dāng)當(dāng) mA 1022 tcosV 839102153102).cos(.)(tturad/s 10 mA 02 202 ，SIk 101292jjZT)( 222STIjZU)( 00210129jV 39.815210.10-2 頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)單單獨獨作作用用時時當(dāng)當(dāng) mA 100022 tcosV 50100025103).cos(.)(tturad/s 1000 m

10、A 02 303 ，SIk 101293.)(jjZT 333STIjZU)( 00210129.jV 0.5510.10-2 頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) 283217900).cos(.t 83910215210).cos(.tV 5010002510).cos(.t)()()()(tutututu321由本例可見：由本例可見： 對于不同頻率的激勵，電路的響應(yīng)不相同，響應(yīng)是對于不同頻率的激勵，電路的響應(yīng)不相同，響應(yīng)是頻率的函數(shù)。頻率的函數(shù)。高通電路：高通電路：電路對高頻信號的響應(yīng)明顯增大電路對高

11、頻信號的響應(yīng)明顯增大低通電路：低通電路：電路對低頻信號的響應(yīng)明顯增大電路對低頻信號的響應(yīng)明顯增大帶通電路：帶通電路：電路對某一頻率范圍內(nèi)信號的響應(yīng)明顯增大電路對某一頻率范圍內(nèi)信號的響應(yīng)明顯增大10-2 頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)10-3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) . 為了描述電路的頻率響應(yīng)特性，引入網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。為了描述電路的頻率響應(yīng)特性，引入網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。 第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第三章第三章 疊加方法與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)疊加方法與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)

12、對于對于單一激勵單一激勵的線性、時不變電路，指定的響應(yīng)對激勵之比定義為的線性、時不變電路，指定的響應(yīng)對激勵之比定義為網(wǎng)絡(luò)函數(shù)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) ，記為，記為H，即，即）（激激勵勵響響應(yīng)應(yīng)3-3 H激勵可以是電壓源激勵可以是電壓源電壓電壓或或電流源電流電流源電流, ,響應(yīng)可以是任一支路的電壓或電流。響應(yīng)可以是任一支路的電壓或電流。 表表 3-1 線性電阻電路網(wǎng)絡(luò)函數(shù)線性電阻電路網(wǎng)絡(luò)函數(shù) H 的的分類分類響應(yīng)響應(yīng)激勵激勵名稱及專用符號名稱及專用符號策動點函數(shù)策動點函數(shù)電流電流電壓電壓電壓電壓電流電流策動點電導(dǎo)策動點電導(dǎo)Gi策動點電阻策動點電阻Ri轉(zhuǎn)移函數(shù)轉(zhuǎn)移函數(shù)電流電流電壓電壓電流電流電壓電壓電壓電壓電流電

13、流電流電流電壓電壓轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo)GT轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻RT轉(zhuǎn)移電流比轉(zhuǎn)移電流比Hi轉(zhuǎn)移電壓比轉(zhuǎn)移電壓比Hu第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) 為了描述電路的頻率響應(yīng)特性，引入網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。為了描述電路的頻率響應(yīng)特性，引入網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。 1策動點函數(shù)策動點函數(shù) 11IUjZ)( 2. 轉(zhuǎn)移函數(shù)轉(zhuǎn)移函數(shù) d12UUHu）（ b12IUZT）（ 11UIjY)( c12IIHi）（ a12UIYT）（輸輸入入阻阻抗抗輸輸入入導(dǎo)導(dǎo)納納 電電壓壓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移函函數(shù)數(shù)電電流流轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移函函數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移阻阻抗抗 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移導(dǎo)導(dǎo)納納 10-3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)

14、函數(shù) . 0N+1U+2U1I2I一、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的幾種形式一、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的幾種形式 . .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)函函數(shù)數(shù)的的一一般般形形式式可可表表示示為為為為復(fù)復(fù)數(shù)數(shù)， )( jH激激勵勵相相量量響響應(yīng)應(yīng)相相量量 )( jH )()()( jHjH )( jH其其中中頻頻響響特特性性幅幅頻頻特特性性 相相頻頻特特性性 )( 10-3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)1211UCjRCjU 1112RCjUUHu 111URCj RC

15、c1 式式中中 11cj 1Cj 1R2U+1U+10-3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) .二、二、 RC低通電路低通電路 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)090 0 ucH 11 2cuH ctg 1 0 c 045 21 1 ucH 0 時時，當(dāng)當(dāng) 時時，當(dāng)當(dāng)c 時時，當(dāng)當(dāng) 1 uH00 121090045110uHc 0 c 10-3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)故故稱稱為為低低通通電電路路；，由由以以上上分分析析可可見見， uH

16、，故故又又稱稱為為滯滯后后網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)?？偪偸鞘菧蠛?2 UU頻頻率率。角角為為截截止止，稱稱時時，當(dāng)當(dāng))(.cucH 707021 22UP 。又又稱稱為為半半功功率率點點角角頻頻率率 c c 0 ：圍圍即即認(rèn)認(rèn)為為可可通通信信號號頻頻率率范范ccBW 0 通通頻頻帶帶（頻頻帶帶寬寬度度）2122122121 UUUUc、時時當(dāng)當(dāng) 10-3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)例例 10-3 （P119） .035575405711111050011.jj s 10V30500252301RCtu )co

17、s(.V305201.UV 527351305255754000012.).)(.( UHUuV527500235102).cos(.)(ttu RCjHu 11 解解：Cj 1R2U+1U+10-3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)（P121 練習(xí)題練習(xí)題10 -1 ） .121UCjRRU 11112RCjUUHu 1111URCj 11 RCc式式中中 11 cjCj 1R2U+1U+10-3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) .三、三、 RC高通電路高通電路 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多

18、頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)00 1 0 ucH 11 2 cuH ctg1 090 0 ucH045 21 1 ucH 0 時，時，當(dāng)當(dāng) 時，時，當(dāng)當(dāng)c 時時，當(dāng)當(dāng) 11210uH c 10090045 c 10-3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)故故稱稱為為高高通通電電路路；，由由以以上上分分析析可可見見， uH ，故故又又稱稱為為超超前前網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)?？偪偸鞘浅扒?2 UU頻頻率率。角角為為截截止止，稱稱時時，當(dāng)當(dāng))(.cucH 707021 cBW 通通頻頻帶帶10-

19、3 正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)函數(shù) .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)P124 例例10-4 若電路中含有多個若電路中含有多個同頻率同頻率的激勵，則的激勵，則可采用或不采用可采用或不采用疊加原理求響應(yīng)。疊加原理求響應(yīng)。P125 例例10-5、例例10-6 若電路中含有多個若電路中含有多個不同頻率不同頻率的激勵，則的激勵，則必須采用疊加原理必須采用疊加原理 求響應(yīng)。求響應(yīng)。( (如前述如前述頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念例例) ) 疊加疊加為為時域形式響應(yīng)的疊加時域形式響應(yīng)的疊加，而，而非相量形式響應(yīng)的非相量形式響應(yīng)的疊疊加加。 8

20、-410-4 正弦穩(wěn)態(tài)的疊加正弦穩(wěn)態(tài)的疊加 .原因？原因？第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ))cos()( tUtuUm m寫寫出出，即即可可由由此此可可見見，只只要要求求出出直直接接8-4 相量的線性性質(zhì)和基爾霍夫定律的相量形式相量的線性性質(zhì)和基爾霍夫定律的相量形式)cos()()cos()(222111 tUtutUtumm設(shè)設(shè)）、（為為具具一一般般性性，設(shè)設(shè)2121 mmUU)()()(tututu21 則則tjtjeUeU 2m 1mReRe )(tjeUU 2m1mRe tjeU mRe m2m1mm UUUU式式中中+_+_u(

21、t)u1(t)u2(t)cos( tUm一、用相量法求一、用相量法求同頻率同頻率正弦量的代數(shù)和正弦量的代數(shù)和. .，則則不不可可能能出出現(xiàn)現(xiàn) 2mm1mUUU ，且且中中角角頻頻率率為為，中中角角頻頻率率為為若若212211 )()(tutu。只只能能是是)()()(tututu21 第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)P124 例例10-4 若電路中含有多個若電路中含有多個同頻率同頻率的激勵，則的激勵，則可采用或不采用可采用或不采用疊加定理求響應(yīng)。疊加定理求響應(yīng)。P125 例例10-5、例例10-6 若電路中含有多個若電路中含有多個不同頻率

22、不同頻率的激勵，則的激勵，則必須采用疊加定理必須采用疊加定理 求響應(yīng)。求響應(yīng)。 且為且為時域形式響應(yīng)的疊加時域形式響應(yīng)的疊加，而，而非相量形式響應(yīng)的非相量形式響應(yīng)的疊疊加加。 8-4原因？原因？10-4 正弦穩(wěn)態(tài)的疊加正弦穩(wěn)態(tài)的疊加 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)非正弦周期信號非正弦周期信號f(t)的有效值及平均功率的疊加的有效值及平均功率的疊加 定義定義 TdttfTF021)(8-11一、一、有效值有效值 .10-5 平均功率的疊加平均功率的疊加 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分

23、析基礎(chǔ)8-11 有效值有效值 有效值相量有效值相量 .RI直流直流Ri(t)交流交流 T（周期）（周期）時間內(nèi)時間內(nèi)R所耗電能分別為所耗電能分別為 IIIImm2 21或或TdtRiTRI022 TdtRiTRI022 若若 1 02TdtiTI則則 時時，由由上上式式可可得得當(dāng)當(dāng))cos()(imtIti 的的有有效效值值稱稱為為)(tiI一、一、 i(t)、u(t)的有效值的有效值 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)11 nnnmotnCCtf)cos()( 設(shè)設(shè) )cos()cos(2121112 tCtCCmmo中中：在在積積分分

24、TdttfT02 1 )( 120，oTooCdtCCT01 01dttnCCTTnnmo)cos( dttkCtnCTTkkmnnm0111 )cos()cos( ）nkCnknm()( 21 02非正弦周期信號非正弦周期信號f(t)的有效值及平均功率的疊加的有效值及平均功率的疊加 定義定義 TdttfTF021)(一、一、有效值有效值 .8-1110-5 平均功率的疊加平均功率的疊加 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)次次諧諧波波的的有有效效值值第第式式中中nCCnmn 2 即非正弦周期信號的有效值等于其直流分量的平方與即非正弦周期信

25、號的有效值等于其直流分量的平方與各次諧波有效值的平方和之開方。各次諧波有效值的平方和之開方。非正弦周期電流的有效值為非正弦周期電流的有效值為 . 2322212122IIIIIIIonno非正弦周期電壓的有效值為非正弦周期電壓的有效值為 . 2322212122UUUUUUUonno 21 122122nnonnmoCCCCF故故得得10-5 平均功率的疊加平均功率的疊加 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)TTdttituTdttpTP00 11 )()()(則則平平均均功功率率 3211 PPPPPPonno11 nnunmotnUUt

26、u)cos()( 設(shè)設(shè)11 nninmotnIIti)cos()( 121nninunmnmooIUIU)cos( 1nninunnooIUIU)cos( N0i(t)u(t)+二、二、平均功率的疊加平均功率的疊加 .10-5 平均功率的疊加平均功率的疊加 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) 非正弦周期信號作用時，電路的平均功率等于非正弦周期信號作用時，電路的平均功率等于 其直流功率與各次諧波的平均功率之代數(shù)和。其直流功率與各次諧波的平均功率之代數(shù)和。 oooIUP 式式中中 32111 PPPPPPIUIUPonnonninunnoo)

27、cos( （第第n次諧波平均功率次諧波平均功率）. （直流功率直流功率） )cos(ninunnnIUP P132 例例10-7、例、例10-8 .10-5 平均功率的疊加平均功率的疊加 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) 例例1 .已知某非正弦周期電壓已知某非正弦周期電壓 u(t) 的直流分量為零的直流分量為零，當(dāng)當(dāng) u(t) 作用在作用在10電阻時功率為電阻時功率為1W。若作用在該電阻的電壓若作用在該電阻的電壓 為為u(t) +5（V），），則功率為多少則功率為多少？ 10nnPPP作作用用時時已已知知：解解 )(tu W1 1nnP

28、作作用用時時）（當(dāng)當(dāng) V 5 )(tu W3.51105210-5 平均功率的疊加平均功率的疊加 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) 例例2. 已知某非正弦周期電壓已知某非正弦周期電壓 u(t) 的直流分量為的直流分量為2V，當(dāng)，當(dāng) u(t) 作用在作用在10電阻時功率為電阻時功率為1W。若作用在該電阻的電壓。若作用在該電阻的電壓 為為u(t) +5（V），則功率為多少？），則功率為多少？ W5.50.64.9 作作用用時時已已知知：解解)(tu W110nnaPPP W40102 20.P其其中中 W60 01.PPPann V 5 ）

29、作作用用時時（當(dāng)當(dāng))(tu121052 nnbPP)(10-5 平均功率的疊加平均功率的疊加 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) f (kHz)UR (V) V 正弦信號源 0.00 kHz 頻率計 0.000 晶體管毫伏表晶體管毫伏表 晶體管毫伏0.00 V 3.005.0000.87 11.000 9.000 8.760 7.0001.82 2.57 2.49 1.6110-6 RLC電路的諧振電路的諧振 .0.871.822.572.491.615.0007.0008.7609.00011.000R62090 33mH 0.01Fr

30、 L C當(dāng)當(dāng)f=8.76kHz時，時，輸出電壓最大。輸出電壓最大。第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)1帶通特性帶通特性 )( 0011jQ 0（品品質(zhì)質(zhì)因因數(shù)數(shù)）RLQ )(CLjRRUUHu 112)(LCRLj 111)( 00011RLj 1 0（諧振角頻率）（諧振角頻率）式中式中LC +1U+2ULj Cj IR一、一、 RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)串聯(lián)電路的頻率響應(yīng) .10-6 RLC電路的諧振電路的諧振 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ) 112002 QHu)( 001 Qt

31、g12 BW通頻帶通頻帶10 1 2 Q1Q3Q2Q1Q221 1下下截截止止頻頻率率， 上上截截止止頻頻率率，2 Q3000 1 uH時時當(dāng)當(dāng)090 0 0 uH時時當(dāng)當(dāng)0|Hu| 10-6 RLC電路的諧振電路的諧振 .090 0 uH時時當(dāng)當(dāng)?shù)谑碌谑?頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)10 1 2 Q1Q3Q1Q3210|Hu| 10-6 RLC電路的諧振電路的諧振 . 1在在通通頻頻帶帶內(nèi)內(nèi)：品品質(zhì)質(zhì)因因數(shù)數(shù)為為 Q 3在在通通頻頻帶帶外外：品品質(zhì)質(zhì)因因數(shù)數(shù)為為 Q對對信信號號的的選選擇擇性性好好。品品質(zhì)質(zhì)因因數(shù)數(shù)高高，表表明明電電路路第十章

32、第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)1200 BWQ由由上上式式亦亦可可得得2111 2002 QHu由由1 2002 Q可可得得20200122 QQ解解上上式式得得20200222 QQLRQBW012 10-6 RLC電路的諧振電路的諧振 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)2諧振特性諧振特性 。電電路路發(fā)發(fā)生生諧諧振振RCRLQLCCL000001 1 1 ，諧諧振振時時 0時時，當(dāng)當(dāng) 同同相相與與，210 UU 2同同相相與與IU，同同相相與與 1IU輸輸入入阻阻抗抗為為純純電電阻阻

33、1 000RCLjRjZ)()( 即即 101，獲獲得得最最大大值值一一定定時時，當(dāng)當(dāng)RUIIU+1U+2ULj Cj IR10-6 RLC電路的諧振電路的諧振 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)I1UjQP138 例例10-9、 例例10-10 .LU2UCURUI10102UIRUUR00ILjUL 10 URLj 1UjQ001ICjUC 1U101URCj +1U+2ULj Cj IR+LU+CU21UUUUCL10-6 RLC電路的諧振電路的諧振 .第十章第十章 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路多頻正弦穩(wěn)態(tài)電路電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)U1 IjQILP141 例例10-11 .12IIHi)( 0011jQ CGBW LC1 0 諧諧振振時時GLGCQ001 12 IIIG 1IjQICCI2I1I