理论教育 线性非正弦周期电流电路的分析与计算方法

线性非正弦周期电流电路的分析与计算方法

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:非正弦周期电流电路的分析通常采用谐波分析法,其步骤如下:①将给定的非正弦周期电源电压或电流分解为傅里叶级数,高次谐波分量取到哪一项由所需计算精度有关。例8.5 电子线路中常用的阻容耦合电路如图8-12所示。由本例可得阻容耦合电路的特点如下:若输入信号中含有直流分量,则通过阻容耦合电路后,输出无直流分量,体现出隔直作用。

线性非正弦周期电流电路的分析与计算方法

非正弦周期电流电路的分析通常采用谐波分析法,其步骤如下:

①将给定的非正弦周期电源电压或电流分解为傅里叶级数,高次谐波分量取到哪一项由所需计算精度有关。

② 分别计算电路对直流分量和各次谐波分量单独作用时的响应。计算时应注意:当直流分量单独作用时,电感相当于短路,电容相当于断路;电感、电容的阻抗随不同谐波分量的角频率不同而不同,即对基波分量为jωL、,对k次谐波分量则为jkωL、

③应用叠加定理,将步骤②所计算的结果化为瞬时值表达式后进行相加,最终求得电路的响应。这里要注意:因为不同谐波分量的角频率不同,其对应的相量直接相加是没有意义的。

下面举例加以说明。

例8.5 电子线路中常用的阻容耦合电路如图8-12(a)所示。该电路起隔直流、通交流的作用。设电路输入电压ui波形如图8-12(b)所示,电路元件R、C参数已知,求输出电压uo,并画出其波形。

图8-12 例8.5图

解:由式(8.4)可求出ui的傅里叶级数展开式中的直流分量a0=U0≠0,故设其傅里叶级数展开式为

式中u1、u2等分别表示基波、二次谐波分量。

利用谐波分析法。(www.daowen.com)

当直流分量作用时,电容相当于断路,故电阻R上电压为零,U0全部加在电容C上。

当基波分量作用时,设基波角频率为ωs,则

当二次谐波分量作用时,则

同理可得k次谐波分量作用时,则

uo波形如图8-12(c)所示。

由本例可得阻容耦合电路的特点如下:

(1)若输入信号中含有直流分量,则通过阻容耦合电路后,输出无直流分量,体现出隔直作用。

(2)若选择合适的元件参数,使其满足则输入信号几乎全部无衰减地传到输出端。

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