1.1 概述概述 1.2 谐振回路的选频特性谐振回路的选频特性 1.3 变压器或变压器或LC分压式阻抗变换电路分压式阻抗变换电路 1.4 LC选频匹配网络选频匹配网络 1.5 章末小结章末小结 第第1章章 LC谐振回路谐振回路返回主目录Dy 2007年秋第第1章章 基础知识基础知识 LC谐振回路是高频电路里最常用的无源网络 作用: 选频 即从输入信号中选择出有用频率分量而抑制掉无用频率分量或噪声(例如在选频放大器和正弦波振荡器中)，进行信号的频幅转换和频相转换(例如在斜率鉴频和相位鉴频电路里)。阻抗变换电路和匹配电路。1.1 LC谐振回路的选频特性和阻抗变换特性谐振回路的选频特性和阻抗变换特性Dy 2007年秋1.1 LC谐振回路的选频特性谐振回路的选频特性 1.1.1并联谐振回路并联谐振回路Dy 2007年秋 (1) 回路等效谐振电导回路等效谐振电导 (2) 回路总导纳回路总导纳 (3) 谐振频率谐振频率 (4) 回路两端谐振电回路两端谐振电压压 (5) 回路回路空载空载Q值值 谐振时虚部为谐振时虚部为0，Y为等效谐振电导为等效谐振电导Dy 2007年秋品质因数用来衡量回路或元件的损耗，品质因数用来衡量回路或元件的损耗， 损耗小，品质因损耗小，品质因数高、损耗大，品质因数低数高、损耗大，品质因数低 电抗上的功率与消耗在阻抗上的功率之比电抗上的功率与消耗在阻抗上的功率之比对并联谐振回路，由于两端电压相等对并联谐振回路，由于两端电压相等对串联谐振回路，流过电路的电流相等对串联谐振回路，流过电路的电流相等问1如在并联谐振电路两端并联一电阻，品质因数如何变化？等效谐振阻抗如何变化？问2元件的Q值定义？品质因数：品质因数：Dy 2007年秋讨论：讨论：为何引入品质因数来描述损耗？为何引入品质因数来描述损耗？ 答：高频工作时，由于趋肤效应，导线的阻抗随频率变化，不易测量。 高频时用Q值表示损耗，在特定的工作频段，用Q表测出Q值就可算出等效阻抗例：工作频率465kHz, 空载Q值为100，如知道L或C， 等效谐振阻抗=？Dy 2007年秋 (6) 单位谐振曲线为使分析具有普遍性，我们将电路两端电压除于谐振电压U00 ，得到单位谐振函数：Dy 2007年秋，Dy 2007年秋 7. 通频带（带宽）品质因数越高，曲线越尖锐，带宽越窄品质因数越小，曲线越 ，带宽 。 7. 通频带（带宽）Dy 2007年秋 8.矩形系数矩形系数0.1用用曲曲线线接接近近矩矩形形的的程程度度描描述述选择性选择性, 即矩形系数即矩形系数 8.矩形系数矩形系数0.1Dy 2007年秋回路总阻抗回路总阻抗回路空载值回路空载值 回路有载值回路有载值谐振频率谐振频率带宽带宽矩形系数矩形系数 1.1.2串联谐振回路串联谐振回路Dy 2007年秋 并联谐振回路：串联谐振回路： 1.1.3串、串、 并联谐振回路阻抗特性比较并联谐振回路阻抗特性比较Dy 2007年秋理想情况下：串联谐振相当于理想情况下：串联谐振相当于短路短路，并联谐振时相当于，并联谐振时相当于开路开路串联谐振时阻抗最小，并联谐振时阻抗最大串联谐振时阻抗最小，并联谐振时阻抗最大并联谐振电路的相频曲线具有并联谐振电路的相频曲线具有负负斜率，并联谐振电路的相频曲线具有斜率，并联谐振电路的相频曲线具有正正斜率斜率Dy 2007年秋 回路的空载值回路的空载值接入信号源电阻和负载后，回路的接入信号源电阻和负载后，回路的Q Q值称为值称为有载值有载值e01.2 变压器或分压式阻抗变换电路变压器或分压式阻抗变换电路Dy 2007年秋问：Q值降低会有产生什么影响？选频曲线变选频曲线变 ，带宽变，带宽变 ，等效谐振电阻，等效谐振电阻变变 ，矩形系数，矩形系数 。为此，应该尽量使外接元件对回路的影响减小，或使并联到回路的电阻变大平坦宽小不变Dy 2007年秋1.自耦变压器电路自耦变压器电路Dy 2007年秋 接入系数反映其它元件接入回路时对回路的影响，一般nRL，相当于负载只是部分接入了回路 关于部分接入及接入系数的讨论关于部分接入及接入系数的讨论Dy 2007年秋2.变压器阻抗变换电路变压器阻抗变换电路 n=? RL=? gL=?Dy 2007年秋3.电容分压式电路电容分压式电路Dy 2007年秋4.电感分压式电路电感分压式电路Dy 2007年秋某某接接收收机机输输入入回回路路的的简简化化电电路路如如图图例例1.2所所示示。 已已知知1=5pF，C2=15pF，s=75 ，L=300 。为为了了使使电电路路匹匹配配，即即负负载载L等等效效到到回回路路输输入入端端的的电电阻阻Ls， 线圈初、次级匝数比线圈初、次级匝数比12应该是多少？应该是多少？例.2Dy 2007年秋1.4 选频匹配网络选频匹配网络 1.4.1 1.4.1 阻抗电路的串阻抗电路的串并联等效转换并联等效转换由电阻元件和电抗元件组成的阻抗电路的串联形式与并联形式可以互相转换， 而保持其等效阻抗和值不变。 Dy 2007年秋要使ps，必须满足:1.4.1 阻抗电路的串阻抗电路的串并联等效转换并联等效转换Dy 2007年秋 按类似方法也可以求得: 由Q值的定义得：当Qe1时，则简化为： Rp Q2eRs Xp Xs串并转换后，电抗元件性质不变串并转换后，电抗元件性质不变Dy 2007年秋倒L型选频匹配网络通过通过LCLC回路的阻抗变换作用回路的阻抗变换作用, , 使得电路的输入阻抗在谐振频率处使得电路的输入阻抗在谐振频率处呈纯电阻呈纯电阻, ,并且此电阻与信号源电阻匹配并且此电阻与信号源电阻匹配( (相等相等), ), 称称选频匹配选频匹配 1.4.2选频匹配原理选频匹配原理Dy 2007年秋图图(a) 要要实现匹配，实现匹配，应有应有Rp=R1元元件计算方法件计算方法图(a)在谐振频率处增大负载电阻的等效值，使电路与R1匹配Dy 2007年秋图图(b)要实现匹配，要实现匹配，应有应有Rs=R1元件计算方法元件计算方法图(b)在谐振频率处减小负载电阻的等效值，使电路与R1匹配Dy 2007年秋T型网络和型网络和型网络型网络Dy 2007年秋已已知知某某电电阻阻性性负负载载为为10，请请设设计计一一个个匹匹配配网网络络，负负载载在在20MHz时时转转换换为为50。 如如负负载载由由10电电阻阻和和0.2H电电感感串联组成，又该怎样设计匹配网络串联组成，又该怎样设计匹配网络?例例 1.3Dy 2007年秋 解解 由由题题意意可可知知，匹匹配配网网络络应应使使负负载载值值增增大大，故故采采用用图图 1.4.2(1.4.2(a)a)所所示示倒倒L L型型网网络。按公式求得：络。按公式求得： Dy 2007年秋 如如负负载载为为10电电阻阻和和0.2 H电电 感感 相相 串串 联联 ， 0.2H比比0.16H还还 大大 0.04H， 这这0.04H的的电电感感可可用用一一电电容容来来中和，此电容的容抗应满足：中和，此电容的容抗应满足：我们设计的网络在我们设计的网络在20MHz处将处将10变大使它变大使它与与50 的信号源匹配的信号源匹配(相等相等)，此为，此为选频匹配选频匹配Dy 2007年秋1.5其它选频电路其它选频电路1.双调谐电路双调谐电路Dy 2007年秋双调谐电路的谐振特性双调谐电路的谐振特性对于双调谐回路对于双调谐回路（双峰、谷点为（双峰、谷点为0.707时）时）带宽：带宽：选择性：选择性：Dy 2007年秋双调谐回路参数相异时的调谐特性双调谐回路参数相异时的调谐特性主要缺点：调整困难主要缺点：调整困难Dy 2007年秋2集中选频滤波器1.5.1集中选频滤波器Dy 2007年秋Dy 2007年秋3石英晶体振荡器石英晶体振荡器等效电路及符号等效电路及符号 Dy 2007年秋石英晶体振荡器石英晶体振荡器Dy 2007年秋石英晶体的电抗特性石英晶体的电抗特性 石英晶体的电抗特性石英晶体的电抗特性 Dy 2007年秋4陶瓷滤波器陶瓷滤波器工作频率100MHz, 相对频宽较窄Dy 2007年秋陶瓷滤波器陶瓷滤波器Dy 2007年秋5声表面波滤波器声表面波滤波器 结构示意结构示意 外形外形符号符号SAWF（Surface Acoustic Wave Filter）Dy 2007年秋中心频率：中心频率：10MHz1Hz 相对带宽相对带宽0.5%50%插入损耗几个分贝插入损耗几个分贝矩形系数可达矩形系数可达1.2Dy 2007年秋彩电中放用声表面波滤波器的幅频特性彩电中放用声表面波滤波器的幅频特性 Dy 2007年秋特殊材料制成的选频电路设计制造复杂，但特殊材料制成的选频电路设计制造复杂，但使用简单，适合大规模生产的产品使用简单，适合大规模生产的产品Dy 2007年秋本章小结本章小结并联谐振电路并联谐振电路谐振时电路阻抗最大，且呈纯电阻谐振时电路阻抗最大，且呈纯电阻谐振时的电阻称等效谐振电阻记为谐振时的电阻称等效谐振电阻记为Reo 品质因数的概念品质因数的概念（衡量损耗的指标）（衡量损耗的指标）电抗上功率与电阻消耗的功率的比电抗上功率与电阻消耗的功率的比并联谐振电路并联谐振电路Q值：值：带宽（通频带）：带宽（通频带）：矩形系数：矩形系数： (单调谐电路矩形系数恒为单调谐电路矩形系数恒为9.95）串联谐振电路串联谐振电路谐振时电路阻抗最小，且呈纯电阻谐振时电路阻抗最小，且呈纯电阻 Dy 2007年秋部分接入部分接入部分接入的概念部分接入的概念接入系数反映其它元件接入回路时对回路的影响，一般nRL，减小了负载对回路的影响几种常见的部分接入方法及接入系数的计算几种常见的部分接入方法及接入系数的计算Dy 2007年秋选频匹配选频匹配串、并电路转换串、并电路转换倒倒L型匹配网路型匹配网路串并转换后，电抗元件性质不变串并转换后，电抗元件性质不变Dy 2007年秋