Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
(1-й сем) / ТГВ Л№6.ppt
Скачиваний:
189
Добавлен:
22.05.2015
Размер:
389.63 Кб
Скачать

Кубанский государственный технологический университет

Институт информационных технологий и безопасности

Кафедра компьютерных технологий и информационной безопасности

Учебная дисциплина

Электротехника и электроника

Лекция

Частотные характеристики электрических цепей

Учебные вопросы:

1.Основные понятия и определения частотных характеристик

2.Частотные характеристики RC и CR цепей

3.Частотные характеристики RL и LR цепей

4. Логарифмические частотные характеристики

Литература:

1. Бакалов В.П., Игнатов А.Н., Крук Б.И. Основы теории электрических цепей и электроники: Учебник для вузов, - М.: Радио и связь, 1999 г, с. 103 – 112.

2. Иванов М.Т., Сергиенко А.Б.,Ушаков В.Н. Теоретические основы радиотехники: Учебник для вузов, - М.: Высшая школа, 2002 г, с. 116 – 1288.

3. Бычков Ю.А., Золотницкий В.М., Чернышев Э.П. Основы теории электрических цепей: Учебник для вузов, - СПб.: Издательство «Лань» 2002 г, с. 196 –202.

1. Основные понятия и определения частотных характеристик ЭЦ

воздействие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реакция

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j i1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1 I1 e

 

 

U 1

 

 

 

Э Ц

 

 

 

U 2

 

 

I2 I

2 e

j i 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1 U1 e j u1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2 U 2 e j u 2

 

Комплексная передаточная функция по напряжению ЭЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

U2

 

e

j( u 2 u1)

 

 

 

 

 

 

Ku ( j )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модуль - АЧХ

Аргумент - ФЧХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АЧХ цепи – показывает зависимость

 

K

 

( j )

 

K

 

( )

U2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

u

 

 

 

 

от частоты отношения амплитуд

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

выходного и входного гармонического

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздействия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ФЧХ цепи показывает зависимость от

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

( )

u2

 

u1

 

 

 

 

 

 

частоты разности фаз выходного и

 

 

 

 

 

 

 

 

входного напряжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комплексная передаточная функция по току ЭЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

I2

e

j(

 

i1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ki

( j )

 

 

 

I1

 

 

i2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модуль - АЧХ

Аргумент - ФЧХ

Характеризует зависимость от

Характеризует зависимость от

частоты отношения амплитуд

частоты разности фаз токов

токов

 

Комплексная функция входного сопротивления ЭЦ

 

 

 

 

ZВХ ( j ) U 1

U1

j( u1 i1 )

 

I

1

e

I 1

 

 

Модуль - АЧХ

Характеризует зависимость от частоты полного входного сопротивления цепи

Z ВХ ( ) u1 i1

Аргумент - ФЧХ

ZВХ ( j ) ZВХ ( ) U1 I1

Характеризует зависимость от частоты разность фаз между входным напряжением и током

Алгебраическая форма записи комплексной функции входного сопротивления ЭЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZВХ ( j ) RВХ ( ) jX ВХ ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZВХ

arctg

X ВХ ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZВХ ( ) R2

ВХ ( ) X 2

ВХ ( )

 

 

 

RВХ ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Частотные характеристики RC и CR цепей

2.1Частотные характеристики RC цепи

IВХ (j ) R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

UВХ (j )

 

 

 

 

 

UВЫХ (j )=UC (j )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Комплексное входное сопротивление

 

 

 

цепи

 

 

 

 

2 RВХ

ZВХ ( j ) RВХ jX ВХ

 

 

ZВХ

 

R

1

 

1

R

 

 

j C

R 1 j

 

 

ВХ

 

 

 

CR

 

 

 

Модуль ZВХ

 

 

 

XВХ

СР = 1/ = 1/RC

ZВХ ( ) R 1 1

( )

2

 

= RC, c – постоянная

 

 

 

 

 

 

времени RC цепи

 

 

 

 

 

 

 

2. Комплексная передаточная функция напряжения RC цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1 1

 

 

j C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

U С

 

 

 

 

 

 

 

j C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ku ( j )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(R 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

U1

 

 

 

j C

) U

1

 

 

 

(R

1 j C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, / при RC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 j CR

1 j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модуль KU(j ) АЧХ цепи

 

 

КU ( )

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ( )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) arctg( )

 

 

 

 

Аргумент KU(j ) ФЧХ цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие определяющее

 

 

 

 

КU ( СР )

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

частоту среза цепи - СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

( СР )

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АЧХ

КU ( )

1

 

 

 

ФЧХ RC - цепи

 

1 ( )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) arctg( )

 

 

КU( )

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

U( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/ 2

 

 

 

 

 

 

 

0

СР

 

 

 

 

 

Полоса

 

 

1/

 

 

 

 

 

 

- /4

 

 

 

НЧ

 

 

пропускания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- /2

 

 

 

2 = СР

СР

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: RC цепь обладает

 

 

 

 

1/

2/

 

 

избирательными свойствами, т.к.

 

 

 

 

 

 

достаточно хорошо пропускает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

рад

 

 

1

Гц

 

колебания низких частот и не

 

СР

 

 

; или

fСР

2

 

пропускает (подавляет)

 

 

с

 

 

 

 

 

колебания высоких частот

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Частотные характеристики СR цепи

 

 

 

 

IВХ (j )

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UВХ (j )

 

 

 

 

 

 

 

UВЫХ (j )=UR (j )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Комплексное входное

 

ZВХ ( j )

 

1

 

j

1

 

сопротивление цепи

 

 

 

R R 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j C

 

 

CR

(такое как и у RC – цепи)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Комплексная передаточная функция напряжения СR цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2

 

R

 

Ku ( j )

U 2

U R

 

U 1 R

 

 

 

 

1

 

 

(R 1 j C)

 

 

U 1

U 1

 

(R

j C

) U 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

1

 

1

1

 

, / при RC

 

j CR

1

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модуль KU(j ) АЧХ цепи

Аргумент K (j ) ФЧХ цепи

 

 

 

1

 

U

 

 

КU ( )

 

 

( ) arctg

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

1 ( )2

 

 

 

 

 

 

U( )

 

 

 

КU( )

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/2

 

 

 

1/ 2

 

 

 

/4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЧ

Полоса

0

СР

 

 

 

 

пропускания

 

 

 

 

 

1/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: СR цепь обладает

 

 

2 = СР

избирательными свойствами, т.к.

0

СР

 

 

достаточно хорошо пропускает

 

 

колебания высоких частот и не

 

1/

 

2/

 

пропускает (подавляет)

 

 

 

 

 

 

колебания низких частот

 

Соседние файлы в папке (1-й сем)