第3章选频网络.ppt

选频网络作用：选出所需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。 选频网络分两类：谐振回路 滤波器 选频网络应用：串联谐振（吸收电路）。 并联谐振（收音机、电视机、各种正弦波振荡器（选频电路或选频放大器）；阻波电路；移相电路）。滤波器（彩色电视机、雷达、通信系统、仪器）。 总结 电路总的阻抗Z的最大值与纯阻不一定是同时发生的。 1）若电阻集中在电感支路，电容支路的电阻为0时，改变C来获得谐振，ZP为纯阻和ZP为最大这两点重合。改变L来获得谐振，则这两点不能重合。 2）若电阻集中在电容支路，电感支路的电阻为0时，改变 L来获得谐振，ZP为纯阻和ZP为最大这两点重合。改变C来获得谐振，则这两点不能重合。 低Q值谐振回路的上述特性在调谐发射机谐振回路时，相当重要。 滤波器小结 LC滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器、表面声波滤波器都属于集中选择滤波器。应用作普遍的是声表面波滤波器。它的工作频率范围在1-1000MHZ，相对带宽为0.5%-50%。矩形系数为1.1-1.2，特别适合于高频、超高频段工作。表面声波滤波器选频特性好，性能稳定、温度系数小，能根据不同需要制出所需的幅频特性，适于大规模生产。缺点是工作频率不能做得较低。频率太低会使体积增大和成本增加。它是彩色电视、雷达、通信系统主要采用的一种滤波器。 滤波器小结 石英晶体滤波器和陶瓷滤波器的基本原理是相同的，是利用压电效应制作出来的滤波元件。晶体的品质因数、工作频率都比陶瓷滤波器高，它可以得到极陡峭的频率特性曲线。它的缺点是通频带较窄、成本高。通常在超短波接收机中作为第一混频器后的第一中频放大器的集中滤波器。陶瓷滤波器的等效品质因数比LC滤波器高些，但比石英晶体滤波器要低些。因此，陶瓷滤波器的通频带要比石英晶体滤波器宽些，选择性能要差些。但由于生产成本低、体积小，性能稳定 滤波器小结 应用也较广泛。主要用于超短波接收机中作为第二混频器后的中频放大器的集中滤波器，通常称为465kHZ中频滤波器。另外,在电视接收中的6.5MHZ伴音中频滤波器经常选用陶瓷滤波器。 例3.5.1 设f0=465kHZ,△f1=10kHZ，试求耦合 回路所需的Q值。 因此 临界耦合系数 于是得 解： 由 得 3.6.1 LC集中选择性滤波器 3.6.2 石英晶体滤波器 3.6.3 陶瓷滤波器 3.6.4 表面声波滤波器 图 3.6.1 LC集中选择性滤波器 图 3.6.2 单节滤波器的电抗曲线 该滤波器的传输条件为 为了获得工作频率高度稳定、阻带衰减特性十分陡峭的滤波器，就要求滤波器元件的品质因数Ｑ很高。LC型滤波器的品质因数一般在100～200范围内，不能满足上述要求。 石英谐振器的品质因数Ｑ可达几万甚至几百万，因而可以构成工作频率稳定度极高、阻带衰减特性很陡峭、通带衰减很小的滤波器。 l. 压电效应和压电振荡 在石英晶体两个管脚加交变电场时，它将会产生一定频率的机械变形，而这种机械振动又会产生交变电场，上述物理现象称为压电效应。 通常，压电效应并不明显。但是，当交变电场的频率为某一特定值时，机械振动和交变电场的振幅骤然增大，产生共振，称之为压电振荡。 图 3.6.2 石英谐振器的符号 和基频等效电路 2. 石英晶体的等效电路和振荡频率 图 3.6.2 石英谐振器 基频等效电路 当石英晶体不振动时，可等效为一个平板电容C0，称为静态电容；其值决定于晶片的几何尺寸和电极面积，一般约为几～几十pF。 当晶片产生振动时，机械振动的惯性等效为电感Lq，其值为几mH～几十H。 晶片的弹性等效为电容Cq，为0.01～0.1pF，因此Cq C0 。 晶片的摩擦损耗等效为电阻rq，约为100Ω，理想情况下rq=0。 当等效电路中的Lq、Cq、rq支路产生串联谐振时，该支路呈纯阻性，等效电阻为R，谐振频率 此时，整个网络的阻抗等于R并联C0的容抗，因R C0的容抗，故可近似认为整体也呈纯阻性，等效电阻为R。 当f＜ f s时，串联支路呈容性，石英晶体呈容性。 当f ＞f s时，L、C和R支路呈感性，在某一频率将与C0产生并联谐振，石英晶体又呈纯阻性，谐振频率 w O 电抗 容性 感性 w L x = w L － 1 w C w 0 1 C w － 由于Cq