第1章 通信電子電路基礎(chǔ)(串聯(lián)諧振).ppt

1 第二次課復(fù)習(xí) 調(diào)制信號(hào) 載波 調(diào)制 調(diào)制方式 調(diào)幅 調(diào)頻 調(diào)相已調(diào)信號(hào) 解調(diào) 無(wú)線電信號(hào)的發(fā)射 無(wú)線電信號(hào)的接收 頻帶的資源性 2 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 幾個(gè)基本概念 帶寬 通信線路傳遞數(shù)據(jù)的能力 帶寬越寬 通信容量越大 通頻帶 是通信電路頻率響應(yīng)的一個(gè)重要指標(biāo) 通頻帶愈寬 通信電路工作的頻率范圍愈寬 在放大電路中 通頻帶反映電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力 輸入信號(hào)只有落在通頻帶內(nèi) 經(jīng)過(guò)電路后 輸出與輸入波形才相同 不產(chǎn)生失真 半功率點(diǎn) 下限頻率 上限頻率 3 選擇性 電子設(shè)備在眾多頻率中選出有用頻率 并抑制不需頻率的能力 諧振曲線愈尖銳 選擇性愈好 注意 選擇性與通頻帶是矛盾的 靈敏度 電子設(shè)備捕獲微弱信號(hào)的能力 隨著傳輸距離的增加 傳輸信號(hào)變?nèi)?高靈敏度的電子設(shè)備仍可以接收數(shù)據(jù) 維持穩(wěn)定連接 大幅提高傳輸距離 4 Q值 品質(zhì)因數(shù) 儲(chǔ)能器件 如電感線圈 電容等 或諧振電路所儲(chǔ)能量與損耗能量之比 對(duì)電感元件 對(duì)電容元件 Q值愈大 損耗愈小 Q值愈大 曲線愈尖銳 回路的選擇性愈好 Q值愈大 通頻帶愈窄 信息容量愈小 5 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 1 2 1串聯(lián)諧振回路 1基本原理 一 串聯(lián)諧振回路的組成 由R L C VS組成 主要包括三部分 電感線圈的損耗電阻r 信號(hào)源內(nèi)阻RS 負(fù)載電阻RL R r RS RL 為回路提供能量的信號(hào)源 6 阻抗 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 7 湖南理工學(xué)院物理與電子信息系 電抗 電流 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 8 串聯(lián)諧振頻率 串聯(lián)諧振阻抗 串聯(lián)諧振電流 或 由X 0 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 9 0 X 0 Z R 二 討論 電抗特性隨 的變化 串聯(lián)諧振 0 X 0 Z呈感性 為正值 0 X 0 Z呈容性 為負(fù)值 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 10 三 串聯(lián)諧振回路的特點(diǎn) 1 諧振時(shí) 阻抗最小 電流最大 0 2 諧振時(shí) 電感和電容上的電壓很高 所以 VL0或VC0要比VS高幾十到幾百倍 故串聯(lián)諧振又稱電壓諧振 須考慮元件的耐壓?jiǎn)栴} 回路的有載品質(zhì)因素一般為幾十到幾百 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 11 湖南理工學(xué)院物理與電子信息系 一 相對(duì)諧振曲線 圖3 1 4串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線 Q值越高 諧振曲線越尖銳 回路的選擇性越好 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 指 任意頻率下的回路電流與諧振時(shí)的回路電路之比 12 湖南理工學(xué)院物理與電子信息系 二 通用諧振曲線 主要研究諧振頻率附近的特性 1 絕對(duì)失諧 稱為絕對(duì)失諧 在 接近 0附近 有 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 13 2 廣義失諧 一般失諧 仍具有失諧的含義 串聯(lián)振蕩回路的通用諧振曲線 12 通用諧振方程 曲線 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 14 湖南理工學(xué)院物理與電子信息系 三 通頻帶 1 回路通頻帶定義 保持值不變 當(dāng)頻率分別為 1和 2時(shí) 則稱 2 1為回路的通頻帶 或 13 圖3 1 6串聯(lián)振蕩回路的通頻帶 1 2 邊界角頻率 下限頻率 上限頻率 亦叫 半功率點(diǎn) 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 15 2 通頻帶計(jì)算公式 或 14 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 16 相位特性曲線 一 定義 方程 曲線 回路電流相對(duì)于信號(hào)源電壓的相角 隨頻率 變化的曲線 相位特性的方程式為 串聯(lián)諧振回路的相位特性曲線 Q值越大 曲線在 0附近越陡峭 定義 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 17 二 通用相位特性曲線 圖3 1 8串聯(lián)振蕩回路通用相位特性 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 18 串聯(lián)回路與信號(hào)源和負(fù)載的連接 一 等效品質(zhì)因素QL 等效品質(zhì)因素QL 17 設(shè)電感線圈電阻為r 信號(hào)源內(nèi)阻為RS 負(fù)載電阻為RL 則回路總電阻R 稱為回路的固有品質(zhì)因素 18 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 19 湖南理工學(xué)院物理與電子信息系 串聯(lián)回路與信號(hào)源和負(fù)載的連接 二 討論 1 RS與RL的影響 RS與RL使QL值下降 2 串聯(lián)電路與信號(hào)源的連接 RS越小 QL越大 回路選擇性越好 串聯(lián)回路適宜與電壓信號(hào)源連接 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 20 3 串聯(lián)電路與負(fù)載的連接 RL越小 QL越大 回路選擇性越好 串聯(lián)回路連接的負(fù)載RL要小 第一章通信電子電路基礎(chǔ) 21 例1 1給定串聯(lián)諧振回路的f0 1 5MHz C0 100pF 諧振時(shí)電阻R 5 1 試求Q0和L0 2 若信號(hào)源電壓振幅Vsm 1mV 求諧振時(shí)回路中電流I0及回路元件上的電壓VL0m和VC0m 解 22 例1 2串聯(lián)諧振回路如圖 信號(hào)源頻率f0 1MHz 電壓振幅Vsm 0 1V 將11端短路 電容調(diào)到100PF時(shí)諧振 此時(shí) 電容C兩端的電壓為10V 如將11端開(kāi)路再串接一阻抗Zx 電阻與電容串聯(lián) 則回路失諧 C調(diào)到200PF時(shí)重新諧振 電容兩端電壓變?yōu)? 5V 試求線圈的電感量L 品質(zhì)因數(shù)Q0 未知阻抗Zx 11端開(kāi)路后再接入Zx 回路重新諧振 由于L不變 則前后兩次的總?cè)萘肯嗟?則有 解 23 C Cx 兩端電