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射频通信电路(01)


2020/11/17
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1·3 无源阻抗变换网络
为什么进行阻抗变换?
射频电路各模块或负载需与传输线(具有特性阻抗Z0)相连,必要性 在于:
向负载传输最大功率 改善噪声系数 提高发射机效率,延长电池等的工作寿命 匹配时,滤波器、选频回路能够发挥最佳性能
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1·2 LC串并联谐振回路
选频回路的相频特性
根据相频特性曲线,有以下几点结论:
谐振时,回路呈纯阻状态,输出电压与信号电流源同相。
失谐时,
当 w w0 时,(w)0 ,并联谐振回路呈感性 当 w w0 时,(w)0 ,并联谐振回路呈容性
对于前面所述的LC并联谐振回路
Qw0C R R G w0L
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1·2 LC串并联谐振回路
特性与参数
电流特性: 谐振时流过电容、电感的电流大小相等,方 向相反。
ILjw V 0 0LjIw SR 0LjQ IS
w w I C j0 C V 0 j0 C I S R jI Q S
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1.1 选频回路的指标
选频回路主要指标
中心频率 fo 通频带 BW3dB 带内波动
选择性与矩形系数
矩形系数
插入损耗
K0.1
BW0.1 BW3dB
输入、输出阻抗
相频特性
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1·2 LC串并联谐振回路
并联谐振回路 如图所示为简单并联谐振回路和实际的并联谐振回路。
对于简单并联谐振回路,可以写出其阻抗表达式为:
Z (jw ) R 1 jwC 1 jw 1 L 1 jw R 0 L R (w w 0 w w 0) 1 jQ (w R w 0 w w 0)
其中w0为谐振频率(虚部为0的对应频率), Q为品质因数,有:
w0
1 LC
Q R
w0L
Rw0C
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相频特性曲线斜率
d
Q
2
dw ww0
w0
线当此性时相频(w范)~ 6围w时:之可间近呈似线得性:关系(w。)2Qww0w0
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1·2 LC串并联谐振回路
实际并联谐振回路:
出发点:实际的线圈有损耗,
Z(电jw 流) 通r过1 线jw圈L 1 时jw 会C 发热1jw rC (jrw L jwL)jw 1L 1 C jL w r L rjwC
若回路中电感的感抗远远大于损耗电阻值,r/wL1,并引入R’
与电容支路并联,其值取 R'L/Cr
则阻抗表达式变为:
Z( jw)
1
1
jwC
1
R'
jwL
与简单并联谐振回路的阻抗表达式相同。由此可得结论:若电感支
路的感抗远远大于其损耗电阻,则实际并联谐振回路可以简化为简 单并联谐振回路,r和R’的关系满足式 R'L/Cr
螺旋电感、连接线电感
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1.1 选频回路的指标
选频回路概述
作用:从众多频率中选取有用信号 类型:LC谐振回路(串、并联形式),集中参数滤波器
典型选频网络的传输特性
幅频特性 相频特性
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第一章 选频回路与阻抗变换
第一章 内容结构
1.1 选频回路的指标 1.2 LC串并联谐振回路
谐振的基本概念与特性、选频特性、实际并联回路与有载Q
1.3 无源阻抗变换网络
变压器、部分接入、L网络、PAI和T型匹配网络、 用SMITH圆图设计匹配网络、宽带阻抗变换网络
1.4 集中选频滤波器 1.5 集成电感
Xi'an Jiao串并联谐振回路
用电流源激励该回路,可在 回路上得到响应电压。改变激 励电压频率,可以得到该回路 的频率特性。右图为该电路的 幅频特性和相频特性。
幅频特性表达式为:
Z(w)
R
1Q2(w w0)2
w0 w
相频特性表达式为: z arctQa(w w n0w w0)
通频带:即3dB带宽,令 S 1 2 计算可得,
BW 3dB2f
f0 Q
表明:相对带宽越窄,要求回路的Q值越高。很高频率时对Q 值的要求很高。
矩形系数:
根据定义,K0.1=BW0.1/BW3dB=9.96
简单并联谐振回路的矩形系数较大,在通频带和选择性二者 之间不能兼顾。
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选频回路的幅频特性
回路的归一化选频特性:失谐频率对应的输出电压幅度与谐振 时的输出电压幅度之比,即
S V(w)
1
V(w0) 1(Q2w)2
归一化选频特性曲线:
w0
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1·2 LC串并联谐振回路
选择性:
对同一失谐频率来说,Q值越大,选择性越好
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1·2 LC串并联谐振回路
并联谐振回路的选频特性
Z (jw )R 1 jwC 1jw 1 L 1 jw R 0 L R (w w 0 w w 0) 1 jQ (w R w 0 w w 0) 定义广义 Q 失(w w 谐0 :w w 0) Q (w w w 0 )w 0 ( w w 0 ) Q 2 w 0 w
回路输出电压:
其V 中(w)1 jQ IS 2 a(/w G rw c 0 tw aQ0 n)2 1 w V j(w Q 2 0 w )0 w1 V (Q (w 2 0 w )0 w)2ej
w0
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1·2 LC串并联谐振回路
特性与参数
阻抗特性:谐振时导纳最小
Y(w0)G1R 称 1w0Cw0L为回路的特性阻抗
电压特性:谐振时电压最大
品质因数:品质因数描述回路储能与其能耗之比。
Q2谐谐 振振 时时 回回 路路 一总 周 = 储 2内 能 T能 CV2V/耗 2R
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