第2章 谐振与小信号放大器1gyx.ppt
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1、第第2章章 谐振与小信号选频放大电路谐振与小信号选频放大电路第第2章章 谐振与小信号选频放大电路谐振与小信号选频放大电路2.1 选频电路概述2.2 LC谐振回路选频特性分析2.3 阻抗变换电路2.4 选频电路的计算与设计2.5 高频小信号选频放大电路2.6 集成谐振放大器 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡(谐振)回路、荡(谐振)回路、高频变压器、高频变压器、谐振器与滤波器等谐振器与滤波器等,它们完成信号的传输、它们完成信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。频率选择及阻抗变换等功能。2.1 选频电路概述选频电路概述 谐振选频回路的作用是从众多
2、频率成分中谐振选频回路的作用是从众多频率成分中选出选出有用信号的频率成分,抑制掉不需要的频率成分及有用信号的频率成分,抑制掉不需要的频率成分及噪声与干扰,具有滤波和阻抗变换的功能噪声与干扰,具有滤波和阻抗变换的功能。常用的。常用的选频回路有选频回路有LC谐振回路、晶体谐振器、声表面波谐谐振回路、晶体谐振器、声表面波谐振器等。振器等。O1.0 f0.7070.1BW0.7BW0.1O f1.0BW0.1=BW0.7 通频带通频带BW0.7 选择性选择性 BW0.1 BW0.1 越小,选择性越好越小,选择性越好选频电路特性曲线示例选频电路特性曲线示例选频回路的主要指标有:选频回路的主要指标有:(1
3、)中心频率中心频率 :在该频率上传输系数最大。:在该频率上传输系数最大。(2)通频带通频带 ():当传输系数下降到最大值的):当传输系数下降到最大值的(即(即-3dB)时,所对应的上下限频率的差。)时,所对应的上下限频率的差。(3)矩形系数矩形系数 :当传输系数下降到最大值的:当传输系数下降到最大值的0.1倍时倍时对应的频带宽度和通频带之比。矩形系数越小说明选择对应的频带宽度和通频带之比。矩形系数越小说明选择性越好,理想情况下性越好,理想情况下 =1说明可以把通频带以外的信说明可以把通频带以外的信号全部滤掉。矩形系数的定义如下:号全部滤掉。矩形系数的定义如下:通常通频带与选择性矛盾,通常通频带
4、与选择性矛盾,用矩形系数用矩形系数K 0.1综合评价综合评价 K 0.1越越接近接近1,选择性越好选择性越好 通带增益通带增益 Auo 2.2 LC谐振回路选频特性分析谐振回路选频特性分析高频谐振回路是高频电路中应用最广泛的无源网络,它高频谐振回路是高频电路中应用最广泛的无源网络,它除了能实现选频滤波外,还能实现阻抗变换,移相和相除了能实现选频滤波外,还能实现阻抗变换,移相和相频转换功能,并可以直接作为负载使用。在微波段,振频转换功能,并可以直接作为负载使用。在微波段,振荡回路还可以用传输线实现,从电路的角度看,它总是荡回路还可以用传输线实现,从电路的角度看,它总是由电感和电容以串联或并联的形
5、式构成回路。由电感和电容以串联或并联的形式构成回路。在某一特定频率上谐振回路阻抗的虚部为零,即呈现为在某一特定频率上谐振回路阻抗的虚部为零,即呈现为纯电阻,此时回路阻抗具有最大或最小值的特性,称为纯电阻,此时回路阻抗具有最大或最小值的特性,称为谐振特性,这个特定频率称为谐振频率。利用其谐振特谐振特性,这个特定频率称为谐振频率。利用其谐振特性可以实现频率选择,因此在高频电路中得到广泛应用。性可以实现频率选择,因此在高频电路中得到广泛应用。以下我们分别讨论并联谐振回路,串联谐振回路,及抽以下我们分别讨论并联谐振回路,串联谐振回路,及抽头并联回路性能。头并联回路性能。2.2.1 并联谐振回路并联谐振
6、回路令上式虚部为零可得 式中Q为回路的品质因数(固有品质因素)简单并联谐振回路如图所示,简单并联谐振回路如图所示,L为电感线圈,为电感线圈,r是其损耗是其损耗电阻,电阻,C为电容。其中为电容。其中r很小,一般可以忽略。当信号角很小,一般可以忽略。当信号角频率为频率为 时,回路的并联阻抗为时,回路的并联阻抗为 Is.LCr定义为谐振时回路储存的能量与谐振时回路损耗的能量之比。高频电路中一般Q值较大(Q1)所以并联回路的谐振频率可写为它也是回路的中心频率。谐振时的感抗或容抗称为回路的特性阻抗谐振时回路的阻抗最大为一纯阻则式(2.1)可写作当信号频率 在回路谐振频率 附近,相差不大时LrCLCRp=
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