2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路频率响应 & 多频正弦稳态电路

电路频率响应 & 多频正弦稳态电路 正弦稳态网络函数 基本概念 平均功率的叠加 RLC电路的谐振 电路频率响应 & 多频正弦稳态电路 正弦稳态的叠加 2 基本概念 出现多个频率正弦激励大致可分为两种情况： 其一：电路的激励原本就是多个不同频率的正弦波，但频率之间不一定成整倍数关系。 其二：电路的激励原本为非正弦周期波，如方波、锯齿波等等，但展为傅立叶级数后，就可视为含有直流分量和一系列频率成整数倍的正弦分量（谐波分量）。 多频正弦稳态电路---就是多个不同频率正弦激励下的稳态电路。 频率响应---在多频正弦稳态电路中电路响应和频率的关系。 正弦稳态网络函数 1、网络函数 在电路分析中, 电路的频率特性通常用正弦稳态电路的网络函数来描述。 在单一激励的情况下，网络函数定义为： 激励相量 响应相量 H(jω) 网络函数H(jω)是由电路的结构和参数所决定的, 并且一般是激励角频率的复函数，反映了电路自身的特性。 显然, 当激励的有效值和初相保持不变而频率改变时, 响应将随频率的改变而变化，其变化规律与H(jω)的变化一致，即响应与激励频率的关系决定于网络函数与频率的关系。故网络函数又称为频率响应函数，简称频率响应。 2. 幅频特性和相频特性 网络函数可表为为： |H(jω)|是H(jω)的模, 它是响应相量的模与激励相量的模之比, 称为幅度-频率特性或幅频响应 ；  (ω)是H(jω)的辐角, 它是响应相量与激励相量之间的相位差, 称为相位-频率特性或相频响应。 其中： 3、策动点函数和转移函数（或传输函数） 根据响应和激励是否在电路同一个端口, 网络函数可分为策动点函数和转移函数（或传输函数）。当响应与激励处于电路的同一端口时, 则称为策动点函数 ，否则称为转移函数。 根据响应、激励是电压还是电流, 策动点函数又可分为策动点阻抗和策动点导纳； 转移函数又分为转移电压比、转移电流比、转移阻抗和转移导纳。  低通滤波器 滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分。 例 相频特性 幅频特性 1 0 0 ~ ：带宽 ：截止频率 分贝数定义： 半功率点： 当 时， 幅频特性上 时，叫 3 分贝点或半功率点。 1 三分 贝点 2023/7/2 11 例：电路如图所示，求稳态电流 解：本题是不同频率的正弦电源作用于电路的情况。就整体而言，本题不符合单一频率的条件，不能直接运用相量法。但是，如果只求每一电源单独作用时的响应，则仍可运用相量法，再根据叠加定理即可解决问题。 11 2023/7/2 12 （1） 作用于电路， 12 � � N0 ZL U1 . + - U2 . I1 . � � N0 ZL + - U1 . � � N0 ZL + - U1 . + - U2 . � � N0 ZL I1 . I2 . 1F 1H $