高频电子电路1解析
1
12
us
s
ii iio
Zs us
1
12
Z so
同样定义并联(串联)谐振回路端电压(电流)的相位为
P tg1
S tg1
P或 S
P 或 S
1
Q1
Q2 > Q1
Q1
Q2
Q2
O
O
1.1.2 LC 选频回路
7 通频带
定义:
并联 谐振回路:
串联 谐振回路:
令:ui 1 1
uio
2
12
所对应的频率范围。
+π/2
φo
φ(f)
理想
度内的各频率分量都延迟一个相 0
同时间τ,这样才能保证输出信号 中各频率分量之间的相对关系与
-φo
-π/2
f1 fo f2
实际 f
输入信号完全相同。
2Δf0.7
实际选频回路的相频特性曲线并不是一条直线,所以回路
的电流或端电压对各个频率分量所产生的相移不成线性关系, 这就不可避免地会产生相位失真,使选频回路输出信号的包络 波形产生变化
p tg1
s tg 1
返回
5 回路阻抗频率特性
Zp
Rp
12
Zs R 1 2
返回
p tg1
s tg1
ZP
Rp
ZS
电感性
电容性
电容性
电感性
o
讨论:
o
R
(1) 当 < o
,即L 1 <0
C
有 0
p 0 并联 LC 谐振回路呈电感性,s 0 串联 LC 谐振回路呈电容性
(2) 当 > o
Z p e j
1 jQ
o
Zs
R( 1
jQ
2 o
)
R( 1
j
)
Zs e j
5 回路阻抗频率特性
iS
RS
C
L
R
C
L
RS
uS
R
Z
p
1
Rp jQ 2
Rp 1 j
Z p e jP
o
Zs R( 1
2 jQ
o
) R( 1 j )
Zs
e jS
其中: Q 2 称广义失谐
o
Zp
Rp
12
Zs R 1 2
ii 1 1
iio 2
12
由定义可得: Q 2 1
o
B 2 o 或 fo
QQ
结论:Q 值越大频带越窄,回路损耗越小。
ui 1
ii 1
uio
iio
1
1
2
2
o
返回
o
1.1.2 LC 选频回路
8 信号源内阻及负载对回路的影响
当考虑到信号源内阻Rs 及负载Rl 对回路的影响时
C
LR
iS
RS
RS C
Rp
L RL
uS
RL
并联 谐振回路的有载 Q 值: 串联 谐振回路 Q 值:
ZS
R
j(L
1 C
)
RSO
jX
(1) 谐振条件:当回路总电抗 X=0 时,回路呈谐振状态
(2)并联谐振阻抗
串联谐振阻抗
L Zpo CR = R p
谐振阻抗
Zso R
(呈纯电阻,且取最大值)
(呈纯电阻,且取最小值)
(3) 谐振频率: 由于, X 0
即,0
1 L
0C
=0
0
1 LC
f0
2
1 LC
理想
H( f ) 0
0.8
理想的幅频特性应是矩形,既 0.6 是一个关于频率的矩形窗函数。 0.4
0.2
矩形窗函数的选频电路是一 0 个物理不可实现的系统,实际选
频电路的幅频特性只能是接近矩
2Δf0.7
f1 fo f2 2Δf0.1
形 定义矩形系数K0.1表示选择性: K 0.1
2 f 0.1 2 f 0.7
R
0 RC
L
(请注意:R 与 RP 的关系) Rp CR
返回
1.1.2 LC 选频回路
iS RS
C
Rp
L
5) 谐振时电压和电流的关系
Ic
电流谐振
IR U
Ic
C
L
RS
uS
R
UL 电压谐振
U R
I0
UC
4 回路的频率特性
iS
RS
C
L
R
C
L
返回
RS
uS
R
L
Zp
C R jX
Rp
1
j
L / RC
L R
双调谐回路
②各种滤波器: LC 集中滤波器
石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器
返回
1.1.1 选频网络的基本特性
返回
要求选频电路的通频带宽度与传输信号有效频谱宽度相一致。
理想的选频电路通频带内的幅频特性
dH ( f ) 0
df
通频带外的幅频特性应满足
α(f)=H(f ) / H(fo) 1.0
实际 f
2Δf0.7称为通频带 : B f2 f1 2( f2 f0 ) 2f0.7 显然,理想选频电路的矩形系数K0.1=1,而实际选频电路的矩 形系数均大于1。
1.1.1 选频网络的基本特性
返回
另外,为不引入信号的相位失真,要求在通频带范围内选
频电路的相频特性应满足
d( f
df
)
g
即理想条件下信号有效频带宽
(
1 CL
)
1
j
L R
(
1
CL
)
ZS R jX
R
jL
j
1
C
R j(L 1 ) C
1
Rp
j oL (
o
)
R[ 1 j o L ( o )] R o
R o
又由于: Q
o L
R
,而
(
o
o
) 2 o2 o
( =
0 )( o
o
)
2 o
其中: o
Zp
Rp 2
Rp 1 j
第一章 高频小信号谐振放大器
1.1 LC选频网络
1.2 高频小信号调谐放大器
1.3 集中选频放大器
1
返回
1.1 LC选频网络
选频网络在通信电路中被广泛应用:
具有选频特性 : 选出所需频率信号 滤除不需(干扰)频率信号
通信电路中常用的选频网络分为两大类
①LC 谐振回路:单 LC 谐振回路(串联,并联)
1
jC
1
jC
L
C R j( L 1 )
C
L
C R jX
L
RS
uS
R
R
ZS
Zs
R
jL
j
1
C
R
j(
L
1
C
)
R jX
(注意:L >>R X (L 1 ) C
返回
1.1.2 LC 选频回路
iS
iSRS
RZSPO C
C
Rp
L
L
R
C RS
uS Z SO
L R
L
ZP
C R jX
GP
jB
3 回路谐振特性
返回
1.1.2 LC 选频回路
iS RS
+ ui C
-
Rp
L
C
L
RS uS
ii
R
4 )品质因数
物理意义: 谐振条件下,回路储存能量与消耗能量之比
= Q
ui2 / o L
ui2 / RP
RP
oL
= Q
i i2 o L
i
2 i
R
oL
R
=
ui2 o C
ui2 / Rp
=oCRp
=i
2 i
/
o
C
=
1
i
2 i
,即L 1 >0
C
有 0
p 0 并联 LC 谐振回路呈电容性,s 0 串联 LC 谐振回路呈电感性
6.谐振曲线
定义: 并联 谐振回路:
回路电压与工作频率之间的关系
返回
串联 谐振回路:
继续
回路电流与工作频率之间的关系
常用的谐振曲线为归一化谐振曲线,即为
p
ui uio
ii Z p ii Z po
1.1.2 LC 选频回路
LC 谐振回路分为: 并联 LC 谐振回路
串联 LC 谐振回路
电路特点: 谐振特性 选频特性
1 电路结构
并联 LC 谐振回路
RS iS
C
L
R
串联 LC 谐振回路
C
L
RS
uS
R
返回
1.1.2 LC 选频回路
C
L
C RS iS
ZP
2 回路阻抗
Zp
( R jL ) R jL