第二章 選頻網(wǎng)絡(luò)

第二章選頻網(wǎng)絡(luò)第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三一、LC串聯(lián)諧振回路CLrZS1、串聯(lián)諧振頻率：2、品質(zhì)因數(shù)：回路諧振時無功功率與損耗功率之比r是L和C的損耗之和3、特性阻抗ρ：

諧振時容抗或感抗的值

第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三4、廣義失諧ξ：能夠清楚的反映失諧的大小通信電路中用到的諧振電路多為窄帶電路，即ω與ω0很接近，則有第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三5、串聯(lián)諧振回路的幅頻特性和相頻特性通頻帶：矩形系數(shù)：ωzo/2-/2相頻特性幅頻特性IoξI00.707I0BW0.7?ω0.7曲線越窄，選頻特性越好，定義當(dāng)I下降到I0的時，對應(yīng)的頻率范圍為通頻帶——BW0.7第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三1、并聯(lián)諧振頻率2、品質(zhì)因數(shù)3、廣義失諧二、并聯(lián)諧振回路CLrIy+U-CLgoIy+U-

LC理想，g0是L和C的損耗之和。第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三4、并聯(lián)諧振回路的幅頻特性和相頻特性d、通頻帶e、矩形系數(shù)ωzo/2-/2相頻特性幅頻特性UoξU00.707U0BW0.7?ω0.7曲線越窄，選頻特性越好，定義當(dāng)U下降到U0的時，對應(yīng)的頻率范圍為通頻帶——BW0.7第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三三、LC諧振回路與信號源和負(fù)載的連接CLrCLRLRsRoCLCLRLRsC′LR′o諧振頻率：(C′=C+CL)諧振阻抗：Re=Rs//Ro//RL有載品質(zhì)因數(shù)：通頻帶：1、LC諧振回路與信號源和負(fù)載直接連接第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三例：已知并聯(lián)振蕩回路的fo=465KHz，C=200pF，BW=8kHz，求:(1)回路的電感L和有載QL；(2)如將通頻帶加寬為10kHz，應(yīng)在回路兩端并接一個多大的電阻？解:（1）諧振時的阻抗：R′o=QLωoL98.4KΩ（2）設(shè)要并接的電阻為RL，由題意知第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三2、部分接入目的：實(shí)現(xiàn)阻抗匹配；減小負(fù)載對諧振回路的影響CLR'LCLRLR'LU1U2設(shè)接入系數(shù)為：n=U2/U1，則：RL'=n2RL信號源的阻抗匹配Rs=Ri負(fù)載的阻抗匹配RL=R0阻抗匹配CLrRLRsRiRo第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三（1）自耦變壓器部分接入電路

接入系數(shù)：部分到全部—增大全部到部分—減小R'0信號源的匹配:Rs=R0'L1N1N2L2MRSR0緊耦合：n=M/L2緊耦合：第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三R接入系數(shù):（2）電容抽頭部分接入電路第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三負(fù)載部分接入電路——實(shí)現(xiàn)阻抗變換接入系數(shù)：接入系數(shù)：第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三例：圖示電路是一電容抽頭的并聯(lián)振蕩回路，信號角頻率ω=10106rad/s。試計算諧振時回路電感L和有載QL值（設(shè)線圈Qo值為100）；并計算輸出電壓與回路電壓的相位差。解：由題意知第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三一、單調(diào)諧回路中通頻帶和選擇性問題

單調(diào)諧回路中Q值越高，諧振曲線越尖銳，通頻帶越窄，選擇有用信號的能力越強(qiáng)——即選擇性越好。但在需要保證一定通頻帶的條件下，又要選擇性好，對于單調(diào)諧回路來說是難以勝任的?！?.2LC雙調(diào)諧回路

采用耦合振蕩回路就可以解決單調(diào)諧回路中通頻帶和選擇性的矛盾。第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三耦合系數(shù)——反映兩回路的相對耦合程度。定義為耦合元件電抗(電納)的絕對值與初、次級回路中同性質(zhì)元件電抗(電納)值的幾何中項(xiàng)之比。耦合系數(shù)k通常在0～1之間，k<0.05稱為弱耦合；k>0.05稱為強(qiáng)耦合；k=1稱為全耦合。二、耦合諧振回路及特性分析1、兩個概念耦合因數(shù)——表示耦合與Q共同對回路特性造成的影響。第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三2、頻率特性分析設(shè)：初級回路總阻抗為Z1，次級回路總阻抗為Z2，兩回路之間的耦合阻抗為Zm，則兩回路方程為：L1L2C1r1C2r2+_I2EI1整理上式，得右式為了簡化分析，只討論等振、等Q電路。等振：指初、次級回路諧振頻率相等；等Q：指初、次級回路Q相等。第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三得到歸一化幅頻特性：第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三不同η值時的頻率特性曲線：η=1η>1η<11ξ0

η

=1，稱為臨界耦合，

曲線為單峰。

η

<1，稱為欠耦合

η

>1，稱為過耦合，

曲線為雙峰。

η

=2.41時第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三一、石英晶體濾波器利用石英晶體的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)可以將其制成晶體諧振器。通常把基頻諧振稱為基音諧振，把高次諧波上的諧振稱為泛音諧振。

一般的用圖示的LC諧振回路來模擬石英晶體的電特性。CqLqrqC0JTXffs0fp容性感性2、應(yīng)用：振蕩器高頻窄帶濾波器Z1Z2RL1'122'差接橋式帶通濾波器具有高Q，通帶極窄§2.3濾波器1、電器特性第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三二、陶瓷濾波器321工藝：由壓電陶瓷制成。但Q值低于石英晶體，約為幾百，高于LC諧振電路。優(yōu)點(diǎn)：體積小、成本低、通帶衰耗小和矩形系數(shù)小等。缺點(diǎn)：一致性差。頻率特性離散性大，通頻帶不夠?qū)?。三、聲表面波濾波器聲表面波傳播方向RsUsRL聲表面波濾波器結(jié)構(gòu)圖依靠基片變形激起表面超聲波實(shí)現(xiàn)選頻特性：當(dāng)叉指換能器的幾何參數(shù)以及發(fā)端換能器的距離一定時，它就具有選擇某一頻率信號輸出的能力。特點(diǎn)：可滿足多種頻率特性、性能穩(wěn)定、工作頻率高、體積小、可靠性高等。第21頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三一千兆赫幾百兆赫幾十兆赫最高工作頻率可達(dá)