《模拟与数字电子技术基础》6.2选频网络.pptVIP

6.2 选频网络 6.2.1 RC选频网络 6.2.2 LC选频网络 第9章 集成振荡电路 选频网络是由电抗性元件构成，常用的有RC电路和LC电路。因为电抗性元件对不同频率信号的阻抗不同，对不同频率信号传输性能也就有所差异，从而实现振荡频率的单一性。 一、 RC串并联选频网络的构成 6.2.1 RC选频网络 图6.2.1 RC串并联选频网络 RC串并联选频网络图中的C1、R1支路是串联臂，C2、R2支路是并联臂。 从物理概念上看，当随着频率的降低，串联臂C1的阻抗不断加大，输出不断减小；当随着频率的增加，并联臂C2的阻抗不断减小，输出也不断减小。 只有在中间某个频率，会有较大的输出，RC串并联网络呈现出选频特性。 RC串并联网络的反馈系数 二、 RC串并联选频网络的选频特性 定义虚部等于0时，即反馈系数复数表达式为实数时，称电路处于谐振状态。谐振时网络为实数，即输入电压和电流无相位差。所以式(6.2.1)的虚部为0，可得谐振频率为 (6.2.1) (6.2.2) (6.2.2) 当R1 = R2=R，C1 = C2=C时，谐振角频率和谐振频率分别为 (6.2.3) RC串并联网路的频率响应 幅频特性 ： 相频特性： (6.2.4) (6.2.5) 幅频特性 ： 相频特性： 图 6.2.2(a) 幅频特性 图 6.2.2(b) 相频特性 当满足R=R1=R2，C=C1=C2条件，且当 f = f0时反馈系数 此时反馈系数与频率f0的大小无关，相角 ?F=0? 。 当满足R=R1=R2，C=C1=C2条件时，反馈系数等于1/3，与频率无关。也就是说当调节R、C 改变频率时，反馈系数不变，放大电路的放大倍数不变，输出信号的幅度不变。 图 6.2.2(a) 幅频特性 当频率很低时，并联臂C2的容抗很大，与R2并联可忽略其影响，而对串联臂C1的作用是主要的，此时RC串并联网络在低频时近似一阶RC高通环节，相角最多超前90o。 当频率很高时，并联臂C2的容抗很小，并联时其影响是主要的，串联臂C1的容抗很小，因其处于串联臂中，影响可以忽略，RC串并联网络近似一阶RC低通环节，相角最多滞后90o，如图6.2.2(b)所示。 图 6.2.2(b) 相频特性 一、 LC并联谐振选频网络 1. LC并联谐振选频网络的构成 6.2.2 LC选频网络 LC并联谐振电路如图6.2.3(a)所示。其中LC并联谐振电路的损耗用电阻R来代表,主要是电感的电阻损耗，是输入电流，是流经电感支路的电流。下面分析它的谐振频率 图6.2.3(a) 并联谐振电路 从物理概念上看，两个并联支路，所呈现的特性由阻抗低的那一个支路决定。当频率低时容抗大，感抗小，并联电路的 特性由电感支路决定；当频率高时容抗 小，感抗大，并联电路的特性由电容支 路决定。 所以无论频率低还是高，LC并联电路均呈现低阻抗，其端电压较低，只有处于低频和高频之间的某一个频率，LC并联电路呈现高的阻抗，其端电压会较高， 二、谐振频率 从图6.2.3(a)输入端向右看进去的复数导纳是 (6.2.7) 由虚部为0可得 (6.2.9) (6.2.9) 令 (6.2.10) Q值称为品质因数，它是LC并联回路的重要指标。通常 Q 1，因此式（6.2.9）可近似化简为 (6.2.11) 三、谐振阻抗 由式(6.2.7)可知，对于谐振频率，LC并联电路的阻抗是 (6.2.12) 由式(6.2.8)可得 所以 (b) 阻抗频率特性 (c) 相频特性 图6.2.5 并联谐振电路及其谐振曲线 (6.2.13) 电感中的R越小，Q值越大，谐振时的阻抗值也越大， 如图6.2.5(b)所示。 谐振时LC并联电路的阻抗呈纯阻性。 Q值越大，LC并联电路阻抗角随频率变化的程度越大，选频效果越好。这意味着，Q值较小时，一定的相移就对应一定的频偏，而Q值较大时，同样的相移则对应较小的频偏，频偏小意味着