高频电子线路第一章第一节.ppt

高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德第一章第一章 选频网络与阻抗变换选频网络与阻抗变换重点内容：并联谐振回路的选频特性；LC分压式阻抗变换电路；高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德1.1 LC1.1 LC谐振回路谐振回路 LCLC谐振回路有谐振回路有并联回路和和串联回路两种形式，两种形式，属于无源滤波网络；其作用是：属于无源滤波网络；其作用是：（1）选频滤波：从输入信号中选出有用频率分量，抑制无用频率分量或噪声。（2）阻抗变换电路及匹配电路；（3）实现频幅、频相变换：将频率的变化转换为振幅或相位的变化；将在频率调制中讲。1.1高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德1.1.1 1.1.1 并联谐振回路并联谐振回路图1.1.1 并联谐振回路一、并联谐振回路的阻抗特性一、并联谐振回路的阻抗特性 1、回路的阻抗（1-1）高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德或或 回路的导纳：回路的导纳：图1.1.2 并联等效电路此时，图可等效为图。其中，其中，称为回路的谐振电导。或或 （1-2）称为回路的谐振电阻。称为回路的谐振电阻。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德定义：定义：回路的空载品质因数回路的空载品质因数2、回路的阻抗特性、回路的阻抗特性令 为广义失谐，（1-3）根据式（根据式（1-1）（1-2）（1-3）可以得到：）可以得到：回路谐振时 高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德阻抗幅频特性 阻抗相频特性 由此画出的阻抗频率特性曲线如图所示。图1.1.3 并联谐振回路阻抗频率特性曲线高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德二、回路的谐振特性曲线：二、回路的谐振特性曲线：其中：幅频特性其中：幅频特性 相频特性相频特性 回路两端的谐振电压：回路两端的电压回路的归一化谐振特性：回路的归一化谐振特性：高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德图1.1.5 谐振特性曲线显然，曲线形状与有关。（通频带）由该图知，由该图知，越大，越大，曲线愈尖锐，曲线愈尖锐，选择性越好。选择性越好。（矩形系数）由此画出的谐振特性曲线如图所示。由此画出的谐振特性曲线如图所示。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德三、结论三、结论由以上分析结果，并结合图可以得出如下几点结论：2、回路失谐（）时，并联回路阻抗下降，相移值增大。时，当,并联回路阻抗呈感性；时，当,并联回路阻抗呈容性；1、回路谐振（）时，回路阻抗最大且为纯阻 。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德当忽略并联谐振回路的损耗电阻 ，则画出的并联回路的电抗特性曲线如图所示。图1.1.4 并联回路的电抗频率特性1.1高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德并联回路谐振时的谐振电阻为或的倍。阻抗成反比，因此电感和电容中电流的大小为外部电流的倍，即有:且相位相反 3、电流特性并联谐振电路各支路电流的大小与高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德4、电压特性 谐振时回路两端的电压最大，与激励电流同相位。5、相频特性曲线的斜率并联谐振回路的相频特性呈负斜率，且斜率越大，曲线越陡。越高，高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德6、线性相频范围时，相频特性可以近似表示为此时与之间呈现线性关系，成反比。且相频特性呈线性关系的频率范围与当高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德四通频带四通频带 选择性选择性 矩形系数：矩形系数：1 1、通频带、通频带（谐振曲线）（谐振曲线）定义：定义：当当时对应的频率范围称为通频带，时对应的频率范围称为通频带，表示，称之为表示，称之为3dB3dB带宽。带宽。用用 由幅频由幅频表达式知：当表达式知：当 时时显然：显然：越大，越大，越窄，选择性好，越窄，选择性好，选择性与选择性与矛盾。矛盾。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德2 2、矩形系数、矩形系数（谐振曲线）（谐振曲线）选择性是指回路从含有各种不同频率信号的总和中选择性是指回路从含有各种不同频率信号的总和中选出有用信号，抑制干扰信号的能力。选出有用信号，抑制干扰信号的能力。理想情况下理想情况下 高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德1.1.2 串联谐振回路串联谐振回路（自学）自学提示：1、串联回路的阻抗？阻抗特性？2、串联回路的谐振特性？3、谐振角频率（频率）？谐振电阻？4、以上1、2、3点分别与并联回路的特性进行比较？并得出结论 高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德三三 串、并联回路的比较串、并联回路的比较1、回路谐振（）时：串联谐振回路的阻抗串联谐振回路的阻抗 并联谐振回路的阻抗并联谐振回路的阻抗 2、相频特性：串联回路的相频特性为正斜率，并联回路的相串联回路的相频特性为正斜率，并联回路的相频特性为负斜率，且最大相移为频特性为负斜率，且最大相移为。3、实际应用中：串联回路适合于信号源和负载串接，从而使信号电流有适合于信号源和负载串接，从而使信号电流有效的送给负载。效的送给负载。并联回路适合于信号源和负载并接，使信号在负载上得到适合于信号源和负载并接，使信号在负载上得到的电压振幅最大。的电压振幅最大。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德1.1.3 负载和信号源内阻对并负载和信号源内阻对并 联谐振回路的影响联谐振回路的影响并联回路若考虑信号源内阻和负载时，如图所示。图1.1.9 具有负载和信号源内阻的并联谐振回路（a）实际回路 （b）、（c）等效回路 高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德则则 回路总谐振阻抗：回路总谐振阻抗：回路的空载品质因数：回路的空载品质因数：回路的有载品质因数回路的有载品质因数：回路的回路的3dB3dB带宽为：带宽为：所以将导致回路的选择性变差，通频带展宽。所以将导致回路的选择性变差，通频带展宽。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德 1 1、2 2、回路两端的谐振电压、回路两端的谐振电压 减小；减小；3 3、回路的品质因数下降，、回路的品质因数下降，；4 4、通频带展宽；、通频带展宽；5 5、选择性变差。、选择性变差。6 6、若信号源内阻及负载不是纯阻，也将对谐振若信号源内阻及负载不是纯阻，也将对谐振曲线产生影响。曲线产生影响。结论：结论：由于负载电阻和信号源内阻的影响由于负载电阻和信号源内阻的影响，将使：，将使：高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德例例l.1.1 l.1.1 设一放大器以简单并联振荡回路为设一放大器以简单并联振荡回路为负载，信号中心频率负载，信号中心频率 ，回路电容，回路电容采用采用C=50pFC=50pF，试计算所需的线圈电感值。又，试计算所需的线圈电感值。又若线圈品质因数为若线圈品质因数为 ，试计算回路谐振，试计算回路谐振电阻及回路带宽。若放大器所需的带宽为电阻及回路带宽。若放大器所需的带宽为0.5MHz0.5MHz，则应在回路上并联多大电阻才能满，则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求？足放大器所需带宽要求？高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德 解：（解：（1 1）计算）计算L L 值值。由谐振频率表达式可得 将以兆赫（MHz）为单位，C以皮法（PF）为单位，L以微亨（H）为单位。上式可变为一实用计算公式将C=50pF代入，得L=5.07(H)高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德（3 3）求满足）求满足0.5MHz0.5MHz带宽的并联电阻。带宽的并联电阻。设回路上并联的电阻为R1，并联后的总电阻为 ，回路的有载品质因数为 ，由带宽公式可以得到回路带宽为 (2)(2)回路谐振电阻和带宽回路谐振电阻和带宽 由式（）知 高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德回路总电阻为因此，需要在回路上并联7.97k的电阻。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 孙建德作业一作业一:1 1、将串联谐振回路的自学要求、将串联谐振回路的自学要求1 1、2 2、3 3、4 4点做在作业中。点做在作业中。2 2、p.31 1.3 1.4p.31 1.3 1.4