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RC电路的频率特性

2015-3-10 07:39| 编辑:电工学习网| 查看: 110034| 评论: 0

    在电路分析中,电路的频率特性用正弦稳态电路的网络函数来描述,定义响应相量与激励相量之比。即

                     (1 )

式(1 )中激励相量和响应相量可以均为振幅相量,也可以均为有效值相量。网络函数 是由电路的结构和参数所决定的,反映了电路自身的特性。网络函数又称为频率响应函数,描述了激励相量为 时响应相量随频率变化的情况。

的复函数,可写成

                  ( 2 )

式中, 的实函数,表征了电路响应与激励的幅值比 ( 振幅比改有效值比 ) 随 变化的特性,称为电路的幅频特性; 也是 的实函数,表征了电路响应与激励的相位差(相移)随 变化的特性,称为电路的相频特性。

幅频特性和相频特性总称电路的频率特性。习惯上常把 变化的情况用曲线来表示,分别称为幅频特性曲线和相频特性曲线。 纯电阻网络的网络函数是与频率无关的,这类网络的频率特性是不需要研究的。

RC 低通网络

图 1 ( a ) 串联电路, 为激励, 为响应,则网络函数为

式中, 有频率的量纲。若令 ,则

                      ( 3 )

其幅频特性和相频特性分别为

                  ( 4 a )

 

                      ( 4 b )

图1 RC低通网络及其频率特性

RC 高通网络

图2 (a) 与图1(a) 的 不同之处是从电阻两端作为输出,电路的网络函数为

若令 ,则

 

                      ( 5 )

    

               图2 RC高通网络及其频率特性

其幅频特性和相频特性分别为

                 ( 6 a )

                      ( 6 b )

RC 带通网络

图3 (a) 是 带通网络,电路的网络函数为

  ( 7 )

上式中,当 时,即 时,

图 3 RC带通网络及其频率特性

RC 带阻网络

图4 (a) 表示带阻网络是一个双 T 网络。可求得网络函数为

              ( 8 )

上式中,当 时,

其幅频、相频特性曲线如图 4 (a) 、 (b) 所示。由幅频特性曲线可知,电路在频率 附近输出信号有较大的衰减,因而,具有带阻滤波的作用。工程中常用来抑制一个较强干扰信号的影响。

图4 RC带阻网络及其频率特性

RC 全通网络

图5 RC全通网络                                         

图5 所示电路是一种全通网络(移相网络),网络函数为

                  ( 9 )         

式中                                         ( 10 a )

                                     ( 10 b )

这说明该网络输入、输出电压相等,不随频率变化。相移随频率从 变化。

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