2谐振回路1-2.ppt

2.1 元件的高频特性 2.2 谐振回路 2.3 谐振回路的耦合连接 2.4 耦合回路 2.5 选择性滤波器（选学） 1. 选频的基本概念 选出需要的频率分量并且滤除不需要的频率分量。 2. 选频网络的分类 常用无源元件有电阻、电感和电容，它们是线性双通的、不随时间变化的、具有集总参量的。 线性：元件参量与流经它的电流或加于其上的电压的数值无关。 双通：元件参量与电流方向和电压极性无关。 集总参量：不随空间位置而变的参量。 无源元件上的电压和电流的关系称为元件的伏安特性。 在理想情况下， 电阻：耗能 电容：储存电能 电感：储存磁能 线路中磁能和电能不能突然改变，即电感线圈中的电流和电容器中的电荷都不能骤然增加。 实际电路中不存在理想元件，实际元件应用由不同的等效电路来表示。 下面介绍电阻、电感、电容的高频特性。 现象：电阻 r 随频率增高而增加； 内因：随着工作频率的增高，流过导线的交流电流向导线表面集中。 从原理上看，用于高频电路的各种有源器件，与用于低频或其他电子线路的器件没有根本不同。 只是由于工作在高频范围，对器件的某些性能要求更高。 随着半导体和集成电路技术的高速发展，能满足高频应用要求的器件越来越多，也出现了一些专门用途的高频半导体器件。 半导体二极管在高频中主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变换电路中，工作在低电平。因此主要用点接触式二极管和表面势垒二极管(又称肖特基二极管)。两者都利用多数载流子导电机理，它们的极间电容小，工作频率高。 变容二极管的记忆电容Cj与外加反偏电压U之间呈非线性关系。变容二极管在工作时处于反偏截止状态，基本上不消耗能量，噪声小，功率高。 将它用于振荡回路中，可以做成电调谐器，也可以构成自动调谐电路等。  变容管若用于振荡器中，可以通过改变电压来改变振荡信号的频率。这种振荡器称为压控振荡器(VCO)，压控振荡器是锁相环路的一个重要部件。 电调谐器和压控振荡器也广泛用于电视接收机的高频头中。具有变容效应的某些微波二极管(微波变容器)还可以进行非线性电容混频、倍频。 还有一种以P型，N型和本征(I)型三种半导体构成的PIN二极管，它具有较强的正向电荷储存能力。它的高频等效电阻受正向直流电流的控制，是一种可调电阻。它在高频及微波电路中可以用做电可控开关、限幅器、电调衰减器或电调移相器。 在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和多种场效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好，在外形结构方面也有所不同。 高频晶体管有两大类型： 一类是做小信号放大的高频小功率管，对它们的主要要求是高增益和低噪声；另一类为高频功率放大管，除了增益外，要求其在高频有较大的输出功率。 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电路少得多，主要分为通用型和专用型两种。 目前通用型的宽带集成放大器，工作频率可达一、二百兆赫兹，增益可达五、六十分贝，甚至更高。 用于高频的晶体管模拟乘法器，工作频率也可达一百兆赫兹以上。 由电感线圈和电容组成。 有外界能量输入时，某种条件下，回路中能产生电压和电流的周期振荡。 在某一频率的交变信号作用下,能在电抗原件上产生最大的电压或流过最大的电流，即具有谐振特性。 2.2.1-1 概述 2.2.1-2 回路阻抗 2.2.1-3 谐振特性 2.2.1-4 频率特性 2.2.1-5 信号源内阻及负载的影响 串联振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最小值，而偏离这个特定频率的时候阻抗将迅速增大。单振荡回路的这种特性称为谐振特性，这个特定频率就叫做谐振频率。 谐振回路具有选频和滤波作用。 ? ?0 : |Z|R，X 0 呈感性，电流滞后电压，?i 0 ? ?0 : |Z|R， X 0 呈容性，电流超前电压，?i 0 ? = ?0: |Z| = R，X = 0 达到串联谐振。 特性阻抗（?）：回路谐振时的感抗或容抗 表示回路失谐大小的量： 串联谐振回路中电流幅值与外加电动势频率之间的关系曲线。 可用N(f)表示谐振曲线的函数： 所以回路电流的相角?为阻抗幅角的负值，? = –?回路电流的相角是与外加电压相比较而言的。若超前，则? 0；若滞后，则? 0。Q 值不同时，相频特性曲线的陡峭程度不同。图中Q1Q2 结论：串联谐振回路通常适用于信号源内阻RS很小 (恒压源）和负载电阻RL也不大的情况。 2.2.2-1 概述 2.2.2-2 回路阻抗 2.2.2-3 谐振特性 2.2.2-4 频率特性 2.2.2-5 信号源内阻及负载的影响 当? ? ?0即失谐不大时： 当谐振时：? = 0 2. 广义失谐 Q