当前课程知识点：电路原理 > 第九章 电路的频率响应 > 19.1频率响应与网络函数 > 19.1频率响应与网络函数
各位同学大家好
通过正弦交流电路部分的学习
我们已知电感感抗与频率成正比
电容容抗与频率成反比关系
由此得知电路特性与电源频率密切相关
本章为电路的频率特性
专门研究电路特性与频率的关系
在该章节 我们将完成下述知识点的学习
第一 频率响应与网络函数
第二 频率特性的应用--滤波器
第三 谐振电路
首先 我们来学习电路频率响应的基础知识
了解一下什么是什么是电路频率响应与网络函数
我们来看两个引例
通过引例了解下我们为什么需要研究电路的频率特性
这是一台生活中非常常见的收音机
不知道大家会不会有这样的疑问
生活中诸多的无线电台
收音机怎么收到想收听的电台节目
再来看图片2
这是一台英语四六级考试时 教室里放的屏蔽器
问题来了
这个屏蔽器又是怎么屏蔽手机信号的
不管是收音机收听电台节目还是屏蔽器屏蔽手机信号
其实都是我们利用电路的频率响应的结果
如果大家对上述的问题有兴趣 充满好奇心
那就和我一起来探索一下电路的频率特性吧
先介绍一个工具
网络函数 我们先给出定义
网络函数H（jω）
响应相量与激励相量之比称为网络函数
在电路分析中
我们通常把输出称为响应
输入称为激励
所以 网络函数反应电路输出与输入间的关系
具体反应了输出与输入间哪些关系
我们来看一个具体实例 图示为一个RC串联电路
在图示 RC电路中
若以电容电压的向量Uc点为响应
以输入电压的向量Us点为激励
计算其网络函数 根据网络函数定义
我们先根据串联分压算出
Uc点=(1/jωC)Us点/(R+1/ jωC)
整理后等于Us点/1+ jωCR
进而求得H（jω）= Uc点/Us点=
(Uc点/1+ jωCR)/ Us点
结果等于 1/1+ jωCR)
如果我们将 Uc点和Us点 H（jω）都写成极坐标式
根据网络函数定义进行运算得出
H(jω) = | H(jω)|∠φ(ω)= Uc点/Us点=|Uc|∠ψc / |Us|∠ψs
=|Uc|/|Us|∠(ψc-ψs)
再对本例电路分析求得的网络函数
H（jω）= | H(jω) |∠φ(ω)=1/1+ jωCR
写成极坐标等于
1/根号下1+(ωRC)的平方∠负arctan(ωRC)
现在 请大家观察
上面两种途径
分析得出本电路网络函数极坐标表达式
你能分别得出哪些结论或有效信息
先看网络函数第一种极坐标表达式
由该表达式可得
网络函数的模 | H(jω) |=|Uc|/|Us|
反应了输出响应与输入激励的模值比
| H(jω) |越大
意味着被传送到输出的输入信号比例越大
如下表 当| H(jω) |=1时
意味着被传输到输出端的输入信号比例为100%
当| H(jω) |下降到0.5
意味着被传输到输出端的输入信号比例降为50%
当| H(jω) |=0时
意味着被传输到输出端的输入信号比例为0%
输入完全未传送至输出端
再由表达式还可得
网络函数的辐角 φ(ω)= (ψc-ψs)
反应了输出响应与输入激励的相位差
先看网络函数第二种极坐标表达式
由该表达式可发现
网络函数的模等于 1/根号下1+(ωRC)的平方
并且可以观察到 网络的模与频率ω有关
具有模值随频率ω的变化而变化的特点
我们称为网络函数的幅频特性
继续观察表达式相角部分
网络函数的相位角 φ(ω)= 负arctan(ωRC)
同样可以观察到 网络的相位角与频率ω有关
具有相位角随频率ω的变化而变化的特点
我们称为网络函数的相频特性
好了 各位同学
综合上述 现在我们对网络函数做一下总结
响应相量与激励相量之比称为网络函数
网络函数的模反应了电路传输信号至输出的比例
并且网络函数模值随频率ω的变化而变化
我们称为网络函数的幅频特性
综合两者 意味着
网络函数的幅频特性反应了
电路传输信号的能力受频率ω影响的的特性
而网络函数的相位角反应了输出响应与输入激励的相位差
且网络函数的相位同样会随频率ω的变化而变化
我们称为网络函数的相频特性
幅频特性和相频特性即网络函数的频率特性
而频率响应即
电路和系统的工作状态跟随频率而变化的现象
称为电路和系统的频率特性 又称频率响应
-1.1 电路模型
--1.1 电路模型
-1.2 电路变量
--1.2 电路变量
-1.3 参考方向
--1.3 参考方向
-1.4功率
--1.4功率
-2.1 电阻元件
--2.1 电阻元件
-2.2 理想电源元件
-2.3 受控源元件
-3.1基尔霍夫电流定律
-3.2基尔霍夫电压定律
-3.3基尔霍夫定理综合应用习题
-电路基础知识与定律---本章节练习1（电路基础知识）
-电路基础知识与定律---本章节练习2（电路元件）
-电路基础知识与定律---本章节作业3（基尔霍夫定律）
-4.1 等效基本概念
-4.2 电阻串联及等效变换
-4.3 电阻并联及等效变换
-4.4电阻混联等效变换
-4.5 电阻的∆—Y 变换
-4.6∆—Y等效变换基本总结
-4.7含受控源二端网络的等效变换
-5.1 理想电源等效分析
-5.2 理想电源等效例题分析
-5.3实际电源等效分析
-5.4实际电源等效变换例题讲解
-第二章 电路等效分析1--电阻等效章节练习
-第二章 电路等效分析2--电源等效变换章节练习
-6.1电阻电路的一般分析方法导入
-6.2节点电压法-基础分析
-6.3节点电压方程的标准化
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理1
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理2
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理3
-7.1回路电流法--基本分析
-7.2回路电流法方程的标准化
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理1
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理2
-第三章 电阻电路的一般分析法1--节点电压法本章节练习
-第三章 电阻电路的一般分析法2--回路电流法本章节练习
-8.1叠加定理1
--8.1叠加定理1
-8.1叠加定理2
--8.1叠加定理2
-9.1戴维南定理
--9.1戴维南定理
-9.2戴维南定理例题
-9.3诺顿定理
--9.3诺顿定理
-9.4最大功率传输定理
-9.5戴维南定理习题讲解
-第四章 电路定理1--叠加定理章节练习
-电路定理2--戴维南/诺顿定理章节练习
-10.1 电容元件
-10.2电感元件
--10.2电感元件
-10.3电容电感的串并联
-10.4小结
--10.4小结
-11.1 动态电路基础知识
-11.2动态电路方程列写
-第五章 本章节练习1--电容电感元件
-第五章 本章节练习2--动态电路基础知识
-12.1换路定律
--12.1换路定律
-12.2 初始值计算
-12.2初始值计算例2
-13.1一阶动态电路经典解法-微分方程求解
-13.2一阶动态电路经典解法---电路全响应分析
-13.3一阶动态电路经典解法---时间常数
-13.4一阶动态电路的三要素法1
-13.4一阶动态电路的三要素法2
-13.5三要素法例题1
-13.5三要素法例题2
-13.6零输入响应和零状态响应
-13.7动态电路小结
-第六章 本章节练习1--动态电路初始值计算
-第六章 本章练习2--一阶动态电路经典解法
-第六章 本章节练习3--一阶动态电路的三要素法
-第六章 本章节练习4--零输入响应与零状态响应
-14.1正弦量基础知识1
-14.1正弦量基础知识2
-14.2相量法的引入1
-14.2相量法的引入2
-14.3相量运算与旋转因子
-15.1（1）元件约束的相量形式
-15.1（2）元件约束的相量模型
-15.2 基尔霍夫定理的相量形式
-15.3相量图
--15.3相量图
-16.1复阻抗与复导纳
-16.2阻抗的串并联连接
-第七章 本章节练习1--正弦量基础知识
-第七章 本章节练习2--元件约束和拓扑约束的相量形式
-第七章 本章节练习3--阻抗和导纳
-正弦稳态电路基础知识讲义2--元件约束与拓扑约束的相量形式
-17.1 正弦稳态电路的相量分析法
-18.1瞬时功率
--18.1瞬时功率
-18.2有功功率和无功功率
-18.3视在功率和功率因数1
-18.3视在功率和功率因数2
-18.4正弦稳态最大功率传输
--第八章 正弦稳态电路的功率分析--章节练习
-第八章 正弦稳态电路的分析--章节练习
-19.1频率响应与网络函数
-19.2滤波器
--19.2滤波器
-20.1谐振基本知识
-20.2RLC串联电路谐振
-20.3RLC串联谐振的品质因数
-20.4 RLC并联谐振
-第九章 电路的频率响应--章节练习
-21.1互感基础知识
-21.2同名端
--21.2同名端
-21.3耦合电感的电压电流
-22.1互感的去耦等效分析1
-22.1互感的去耦等效分析2
-22.1互感的去耦等效分析3
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算1
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算2
-24.1空心变压器
-24.2理想变压器
-24.3含理想变压器电路的分析计算
-第十章 互感与变压器--章节练习
-25.1三相电路基本概念1
-25.1三相电路基本概念2
-25.2对称三相电路的相线关系1
-25.2对称三相电路的相线关系2
-25.3对称三相电路的电路分析1
-25.3对称三相电路的电路分析2
-25.4三相对称电路的功率1
-25.4三相对称电路的功率2
-26.1非正弦周期信号的分解
-26.2非正弦周期信号的有效值及平均功率
-26.3非正弦周期电路的稳态分析
-第十一章 本章节练习1--三相电路
-第十一章 本章节练习2--非正弦周期稳态电路
