高频电子线路02选频网络摘要.ppt

第2章 选频网络 主要内容 2.1 串联谐振回路（ＬＣ的选频特性） 2.2 并联谐振回路 2.3 阻抗变换 2.4 耦合回路 2.5 集中选频滤波器 作用 选择有用频率分量而抑制掉无用频率分量或噪声 应用领域 小信号放大器、功率放大器、正弦波振荡器 鉴频器、阻抗变换电路 第2章 选频网络 选频网络分类 振荡回路（谐振回路）：由L、C元件构成 单振荡回路、耦合振荡回路 滤波器： LC滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器、声表面波滤波器 引 言-待解决的问题 什么是谐振电路？ 谐振电路的特点？ 描述谐振回路的基本参数？ 时谐电路中L、C的特性？ 谐振电路中的能量传输问题 什么是Q值？ 高频电感器一般由导线绕制（空心或有磁芯、单层或多层）而成（也称电感线圈）。 RFCs（RF coils）高频扼流线圈 在中短波波段和米波波段，高频电感可等效为电感和电阻的串联。若工作频率更高，等效电路应考虑电感两端总的分布电容，它应与电感并联。 高频电感器也具有自身谐振频率，在自谐振频率上，高频电感的阻抗的幅值最大，而相角为零。如图所示。 Q值与频率带宽的关系 对固定频率的谐振电路，回路Q值越高，通频带越 窄，二者矛盾。 (Q值越大，谐振电路的选择性越好) 2.1.3 相频特性 由图可见，Q值愈大，相频特性曲线在谐振频率ω0附近的变化愈陡峭。但是，线性度变差，或者说，线性范围变窄。 串联谐振回路中的能量关系 电感上储存的瞬时能量的最大值与电容上储存的瞬时能量的最大值相等。 能量W是一个不随着时间变化的常数，这说明整个回路中储存的能量保持不变，只是在线圈和电容器之间相互转换，电抗元件不消耗外加电源的能量。 外加电源只是提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡，谐振时振荡器回路中的电流最大。 回路的空载Ｑ值为 回路有载Ｑ值为 通频带为 其中，回路总电导 ,回路总电阻 RΣ=Rs∥RL∥Re0，ｇs和ｇL分别是信号源内电导和负载电导。 可见，Ｑe＜Ｑ0，且并联接入的Ｒs和ＲL越小，则Ｑe越小，回路选择性越差。因此，必须设法尽量消除接入信号源和负载对回路的影响。利用LC元件的各自特性和LC回路的选频特性可以组成两类阻抗变换电路。 互偶 串联谐振回路与并联谐振回路比较 (a) 串联谐振回路的阻抗特性；(b) 并联谐振回路的阻抗特性 串联谐振回路与并联谐振回路空载时的阻抗特性曲线 可见，串联在谐振频率点的阻抗最小,通过电流Ｉ00最大;并联在谐振频率点的阻抗最大,两端电压U00最大。 在实际选频应用时， 串联回路适合与信号源和负载串联连接;并联回路适合与信号源和负载并联连接。 损耗电阻 对于高Q值并联谐振回路，其谐振频率与串联谐振回路相近，谐振阻抗可以通过串联支路的串并联互换得到。 并联谐振回路的其他形式 当品质因数足够高时 对于高Q值并联谐振回路，其谐振频率与串联谐振回路相近，谐振阻抗可以通过串联支路的串并联互换得到，总损耗可认为在L支路上。 并联谐振回路的其他形式 * * 预备知识 高频电路中的电阻 电阻的高频等效电路 一个实际的电阻器，在低频时主要表现为电阻特性，但在高频使用时，还表现有电抗特性的一面。 电阻器的高频特性与制作电阻的材料、电阻的封装形式和尺寸大小有密切关系。 一个电阻R的高频等效电路如图所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。 预备知识 预备知识 (a) 电容器的等效电路; （b） 电容器的阻抗特性 电容器的高频等效电路 电容定义:由介质隔开的两导体即构成电容。 每个电容器都有一个自身谐振频率。当工作频率小于自身谐振频率时，电容器呈正常的电容特性，但当工作频率大于自身谐振频率时，电容器将等效为一个电感。 高频电路中的电容 预备知识 预备知识 高频电路中的电感 图中R是电感Ｌ的损耗电阻。电容的电阻较小忽略，直接给出串联ＬＣ回路的主要基本参数。 2.1 LC串联谐振回路 谐振条件： 2.1.1 基本原理 谐振频率 回路总阻抗： 空载幅频和相频特性： 谐振条件： 回路空载Ｑ值: Ｑ值(品质因数)的定义: 即在一个周期内，电路储存的电磁能量与损耗能量的比值的2π倍。在谐振状态下：Ws不随时间变化，即谐振电路不与外界交换无功功率，就是在谐振状态下稳定的储存在电路中的电磁能，这些能量是在谐振电路开始接通时经历的暂态过程中由外电路输入给它的。达到稳定的振荡以后，为了维持振荡，外电路需要不断的输入有功功率，以补偿R的损失，但在谐振状态下，无需供给无功功率，由此可见，Q值反映了一