第2章 选频网络.ppt

* * 一、LC串联谐振回路 C L r ZS 1、串联谐振频率： 2、品质因数：回路谐振时无功功率 与损耗功率之比 r是L和C的损耗之和 3、特性阻抗ρ： 谐振时容抗或感抗的值 §2.1 LC单调谐回路 4、广义失谐ξ：能够清楚的反映失谐的大小 通信电路中用到的谐振电路多为窄带电路，即ω与ω0很接近，则有 5、串联谐振回路的幅频特性和相频特性 通频带： 矩形系数： ω ?z o ?/2 -?/2 相频特性 幅频特性 I o ξ I0 0.707I0 BW0.7 ?ω0.7 曲线越窄，选频特性越好，定义当I下降到I0的 时，对应的频率范围为通频带——BW0.7 1、并联谐振频率 2、品质因数 3、广义失谐 二、并联谐振回路 C L r I y + U - C L go I y + U - LC理想，g0是L和C的损耗之和。 4、并联谐振回路的幅频特性和相频特性 通频带： 矩形系数： ω ?z o ?/2 -?/2 相频特性 幅频特性 U o ξ U0 0.707U0 BW0.7 ?ω0.7 曲线越窄，选频特性越好，定义当U下降到U0的 时，对应的频率范围为通频带——BW0.7 三、 LC谐振回路与信号源和负载的连接 C L r CL RL Rs Ro C L CL RL Rs C′ L R′o 谐振频率： (C′=C+CL) 谐振阻抗：Re=Rs//Ro//RL 有载品质因数： 通频带： 1、LC谐振回路与信号源和负载直接连接 例：已知并联振荡回路的 fo=465KHz，C=200pF，BW=8kHz，求: (1) 回路的电感L和有载QL； (2) 如将通频带加宽为10kHz，应在回路两端并 接一个多大的电阻？ 解:（1） 谐振时的阻抗： R′o=QLωoL ?98.4KΩ （2）设要并接的电阻为RL，由题意知 2、部分接入 目的：实现阻抗匹配；减小负载对谐振回路的影响 信号源的阻抗匹配 Rs = Ri 负载的阻抗匹配 RL = R0 阻抗匹配 C L r RL Rs Ri Ro （1）自耦变压器部分接入电路 接入系数： 部分到全部—增大 全部到部分—减小 R0 信号源的匹配: Rs=R0 L1 N1 N2 L2 M RS R0 紧耦合： n=M/L2 紧耦合： R 接入系数: （2）电容抽头部分接入电路 负载部分接入电路——实现阻抗变换 接入系数： 接入系数： 部分接入除了实现阻抗变换外，还具有电压变换和电流变换作用。 例：图示电路是一电容抽头的并联振荡回路，信号角频率ω=10?106rad/s。试计算谐振时回路电感L和有载QL值（设线圈Qo值为100）；并计算输出电压与回路电压的相位差。 解：由题意知 一、单调谐回路中通频带和选择性问题 单调谐回路中Q值越高，谐振曲线越尖锐，通频带越窄，选择 有用信号的能力越强——即选择性越好。但在需要保证一定通频带 的条件下，又要选择性好，对于单调谐回路来说是难以胜任的。 §2.2 LC双调谐回路 采用耦合振荡回路就可以解决单调谐回路中通频带和选择性的矛盾。 耦合系数——反映两回路的相对耦合程度。定义为耦合元件电抗(电纳)的绝对值与初、次级回路中同性质元件电抗(电纳)值的几何中项之比。 耦合系数k通常在0～1之间，k0.05称为弱耦合；k0.05称为强耦合； k=1称为全耦合。 二、耦合谐振回路及特性分析 1、两个概念 耦合因数——表示耦合与Q共同对回路特性造成的影响。 2、频率特性分析 设：初级回路总阻抗为Z1，次级回路总阻抗为Z2，两回路之间的耦合阻抗为Zm，则两回路方程为： ? ? L1 L2 C1 r1 C2 r2 + _ I2 E I1 整理上式，得右式 为了简化分析，只讨论等振、等Q电路。 等振：指初、次级回路谐振频率相等； 等Q：指初、次级回路Q相等。 得到归一化幅频特性： 不同η值时的频率特性曲线： η=1 η1 η1 1 ξ 0 ? η =1，称为临界耦合， 曲线为单峰。 ? η 1，称为欠耦合 ? η 1，称为过耦合， 曲线为双峰。 η =2.41时 一、石英晶体滤波器 利用石英晶体的压电效应和逆压电效应可以将其制成晶体谐振器。通常把基频谐振称为基音谐振，把高次谐波上的谐振称为泛音谐振。 一般的用图示的LC谐振回路来模拟石英晶体的电特性。 Cq Lq rq C0 JT X f fs 0 fp 容性 感性 2、应用：振荡器 高频窄带滤波器 Z1 Z2 RL 1