高频电路复习讲义讲义
P2
电流源的折合:
右图表示电流源的折合关系。因为是等效变
换,Hale Waihona Puke 换前后其功率不变。dd
a Is Rs
C Ro
Is Rs
L C Ro
由于
b
b
Is Vab Is Vbd
因 此I s
Vab Vbd
Is
P Is
从ab端到bd端电压变换比为1/P ,
在保持功率相同的条件下,电流变换比就是P倍。
即由低抽头向高抽头变化时,电流源减小了P倍。
因此,抽头的目的是: 减小信号源内阻和负载对回路和影响。
负载电阻和信号源内阻小时应采用串联方式; 负载电阻和信号源内阻大时应采用并联方式; 负载电阻信号源内阻不大不小采用部分接入方式 。
接入系数的计算可参照前述分析。
L
Is
Rs Rp C P1
P2 RL
Is
Rs Rp C
RL V
(a)
(b)
给定回路谐振频率fp = 465 kHz,Rs = 27K,Rp =172K,
C 1 L
p
1 LC
,
fp
2
1 LC
定义: p L 1 R pC
R
Q
为
p
并
联
振荡回
路品质
因数
ICP V 0
1 jpC
jpCV 0
jp CI S Q P
1 PC
jQ PIS
ILP V 0
R jPL V 0
jP L
I SQ P P L jP L
jQ PIS
谐振时电感支路或者电容支路的电 流幅值为外加电流源IS的QP倍。因此, 并联谐振又称为电流谐振。
当谐振时:
0L
1
0C
v L o
vCo
Io
Vs R
•
Vs •
r
Vs • Q
因此串联谐振时,电感L和电容C上的电压达到最大值且为输 入信号电压的Q倍,故串联谐振也称为电压谐振。因此,必须预
先注意回路元件的耐压问题。
结论:
①电感线圈与电容器两端的电压模值 相等,且等于外加电压的Q倍。
②Q值一般可以达到几十或者几百,故 电容或者电感两端的电压可以是信号 电压的几十或者几百倍,称为电压谐 振,在实际应用的时候要加以注意。
Q为空载时的品质因数 –
RC RL
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.并联谐振回路
对于信号源内阻和负载比较大的情况, 宜采用并联谐振回路。
如下图所示:其中由于外加信号源内阻 很大,为了分析方便,采用恒流源。
+
Is
LC
1/G
LC
Is
Vo
R –
谐振时
z R jx R j(L 1 ) | z | e j C
| z | R2 X 2 R2 (L 1 )2 C
令X 0
X
0 L
1 0C
0
0
1 LC
f0
2
1 LC
当 时0
I
I0
vs R
达到最大
谐振时电流最大且与电源同相
V L0
I0 j0L
V S R
jL
j
0 L R
V S
V C0
1.串联谐振回路
由电感线圈和电容器组成的单个振荡电 路,称为单振荡回路。信号源与电容和 电感串接,就构成串联振荡回路。
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。
I 0
1 0C
V S R
1 j0C
j
1 0CR
V S
定义品质因数:
Q 0L 1 1 L R 0CR R C
V L0 jQV S V C0 jQV S
品质因数Q :
谐振时回路感抗值(或容抗值)与回路电阻R的比值称为回路 的品质因数,以Q表示,它表示回路损耗的大小。
Q oL 1 1 • L R ocR R R C
信号源内阻及负载对串联谐振回路的影响
通常把没有接入信号源内阻和负载电阻时回
路本身的Q值叫做无载Q(空载Q值)
如式
Q
oL
R
Qo
把接入信号源内阻和负载电阻的Q值叫做有载
Q值,用QL表示:
QL
R
0 L RS
RL
其中R为回路本身的损耗,RS为信号源内阻, RL为负载
可见QL Q
L Rs
QL为有载时的品质因数 +
回路抽头时阻抗的变化(折合)关系
d +
L2 a+
L1
Is
Rs
Vab
C Vab
L1+L2
Is
Rs
d
C
Vdb
–
–
b
b
接入系数P 即为抽头点电压与端电压的比 P Vab
根据能量等效原则:Va2b Gs Vb2d Gs'
Vd b
2
因此
Gs
Vab Vdb
Gs P 2Gs
Rs
1 P2
Rs
由于即V由ab低,V因抽bd此头P向是高小抽于头1转的换正时数,,等即效阻R抗s 提 高Rs 倍1。
RL = 1.36K,空载Qo = 100,P1 = 0.28,P2 = 0.063,Is = 1mA
求回路通频带B = ?和等效电流源 Is ?
4. 高频功放工作状态
功率放大器一般分为A类、B类、AB类、C类等工作方 式,为了进一步提高工作效率还提出了D类与E类放大器。
工作状态 A类 B类 AB 类 C类 D类
0
1 1 j
在小失谐时:
QP
0
0
QP
0
0
0
QP
2 0
结论:
•
V
•N(f)=
V0
1、当 0时 : 0 V V0 1为最大, 0为纯阻性
2、当 0时 : 0 V V0 1,V减小, 0呈感性
V V0
Q2 Q1
0
Q1>Q1
通频带
当回路端电压下降到最大值的 1时所对应的频率范围
3 谐振曲线和通频带
谐振曲线
串联回路用电流比来表示,并联回路用电压比来表示。
回路端电压 谐振时回路端电压
v Is Z
Is Y
GP
Is
j C
1
L
vo Is Rp Is / GP
由此可作出谐振曲线
v vo
N( f
)
Is / Y Is / Gp
Gp Y
Gp
j
Gp C
1 L
1
1
jQp
0
2
B w2 w1 2 0.7 0.7 2 0 0 1
v v0
1
1 j
v v0
1
1 2
1 2
Qp
2f 0.7 fo
1
2
f 0.7
f0 Qp
B
N (f)
V om
1 2
V0
m
即 绝对通频带
B fo Qp
1 0
2
f
相对通频带 2f 0.7 1
fo
Qp
信号源内阻和负载电阻对并联谐振回路的影响
1
111
QL RS
RP RL P L
•
1
Is
Rs
P
L
1 RS
1 RP
1 RL
1
Q
P L RP
1
RP RS
RP RL
1
RP RS
RP RL
L Rp RL C
QL Q
QL与RS、RL同 相 变 化 。
并联谐振适用于信号源内阻R S很大,负载电阻R L
也较大的情况,以使Q L 较高而获得较好的选择性。
表 2-1 不同工作状态时放大器的特点