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1、第十二章第十二章 网络函数和频率特性网络函数和频率特性 121 网络函数网络函数（1学时）学时）122 RC电路的频率特性电路的频率特性（1学时）学时）123 谐振电路谐振电路（1学时）学时）124 谐振电路的频率特性谐振电路的频率特性（1学时）学时）125 电路设计和计算机分析电路实例电路设计和计算机分析电路实例 121 网络函数网络函数一、网络函数的定义和分类一、网络函数的定义和分类 输输入入(激激励励)是是独独立立电电压压源源或或独独立立电电流流源源，输输出出(响响应应)是是感兴趣的某个电压或电流。感兴趣的某个电压或电流。(4种可能）种可能）动态电路在角频率为动态电路在角频率为的单一正弦
2、激励下，正弦稳态的单一正弦激励下，正弦稳态响应响应(输出输出)相量与激励相量与激励(输入输入)相量之比，称为正弦稳态的网相量之比，称为正弦稳态的网络函数，记为络函数，记为H(j)，即，即 和和 称为称为驱动点阻抗驱动点阻抗。若输入和输出属于同一端口，称为驱动点函数，或策动若输入和输出属于同一端口，称为驱动点函数，或策动点函数。以图示双口网络为例点函数。以图示双口网络为例和和 称为称为驱动点导纳驱动点导纳。若输入和输出属于不同端口时，称为转移函数。若输入和输出属于不同端口时，称为转移函数。和和 称为称为转移阻抗转移阻抗。和和 称为称为转移导纳转移导纳。和和 称为称为转移电压比转移电压比。和和 称
3、为称为转移电流比转移电流比。二、网络函数的计算方法二、网络函数的计算方法 正弦稳态电路的正弦稳态电路的网络函数是以网络函数是以为变量的两个多项式之为变量的两个多项式之比比，它取决于网络的结构和参数，与输入的量值无关。，它取决于网络的结构和参数，与输入的量值无关。在已知网络相量模型的条件下，在已知网络相量模型的条件下，计算网络函数的基本方计算网络函数的基本方法是外加电源法法是外加电源法：在输入端外加一个电压源或电流源，用正在输入端外加一个电压源或电流源，用正弦稳态分析的任一种方法求输出相量的表达式，然后将输出弦稳态分析的任一种方法求输出相量的表达式，然后将输出相量与输入相量相比，求得相应的网络函
4、数。相量与输入相量相比，求得相应的网络函数。例例l 试求所示网络负载端开路时的驱动点阻抗试求所示网络负载端开路时的驱动点阻抗 和转移阻抗和转移阻抗 。例例l 试求所示网络负载端开路时的驱动点阻抗试求所示网络负载端开路时的驱动点阻抗 和转移阻抗和转移阻抗 。解：首先画出网络的相量模型，如图所示。用阻抗解：首先画出网络的相量模型，如图所示。用阻抗 串并联公式求得驱动点阻抗串并联公式求得驱动点阻抗 然后求得然后求得 注意到网络函数式中，频率注意到网络函数式中，频率是作为一个变量出现在是作为一个变量出现在函数式中的。函数式中的。为求转移阻抗为求转移阻抗 ，可外加电流源可外加电流源 ，用分流公，用分流公
5、式先求出式先求出 的表达式的表达式 其中其中 三、网络函数与正弦波三、网络函数与正弦波 网络函数网络函数H(j)是输出相量与输入相量之比，是输出相量与输入相量之比，H(j)反映反映输出正弦波振幅及相位与输入正弦波振幅及相位间的关系。输出正弦波振幅及相位与输入正弦波振幅及相位间的关系。在已知网络函数的条件下，给定任一频率的输入正弦波，在已知网络函数的条件下，给定任一频率的输入正弦波，即可直接求得输出正弦波。例如已知某电路的转移电压比即可直接求得输出正弦波。例如已知某电路的转移电压比 表明输出电压表明输出电压u2(t)的幅度为输入电压的幅度为输入电压u1(t)幅度的幅度的|H(j)|倍，即倍，即
6、表明输出电压表明输出电压u2(t)的相位比输入电压的相位比输入电压u1(t)的相位超前的相位超前()，即，即 若已知若已知u1(t)=U1mcos(t+1)，则由，则由u1(t)引起的响应为引起的响应为 对于其它网络函数，也可得到类似的结果。对于其它网络函数，也可得到类似的结果。四、网络函数的频率特性四、网络函数的频率特性 网络函数的振幅网络函数的振幅|H(j)|和相位和相位()是频率的函数。可是频率的函数。可以用振幅或相位作纵坐标，画出以频率为横坐标的幅频特以用振幅或相位作纵坐标，画出以频率为横坐标的幅频特性曲线和相频特性曲线。性曲线和相频特性曲线。由幅频和相频特性曲线，可直观由幅频和相频特
7、性曲线，可直观地看出网络对不同频率正弦波呈现出的不同特性，在电子地看出网络对不同频率正弦波呈现出的不同特性，在电子和通信工程中被广泛采用。和通信工程中被广泛采用。动态网络的网络函数是一个复数，用极坐标形式表为动态网络的网络函数是一个复数，用极坐标形式表为:电电路路的的幅幅频频和和相相频频特特性性曲曲线线如如图图(a)和和(b)所所示示。由由幅幅频频特特性性曲曲线线可可看看出出，该该网网络络对对频频率率较较高高的的正正弦弦信信号号有有较较大大的的衰衰减减，而而频频率率较较低低的的正正弦弦信信号号却却能能顺顺利利通通过过，这这种种特特性性称称为为低低通通滤滤波波特特性性。由由相相频频特特性性可可看看出出，该该网网络络对对输输入入正正弦弦信号有移相作用，移相范围为信号有移相作用，移相范围为0到到-90。利利用用不不同同网网络络的的幅幅频频特特性性曲曲线线，可可以以设设计计出出各各种种频频率率滤滤波波器器。图图分分别别表表示示常常用用的的低低通通滤滤波波器器、高高通通滤滤波波器器、带带通滤波器和带阻滤波器的理想幅频特性曲线。通滤波器和带阻滤波器的理想幅频特性曲线。几种理想频率滤波器的特性几种理想频率滤波器的特性
电路分析课件12-1
