1、參考書目：高頻電子線路 張肅文,Charpter 1+ 高頻電路基礎(chǔ)知識,內(nèi)容： 1.1 串聯(lián)回路的特性 1.2 并聯(lián)回路的特性 1.3 串并聯(lián)阻抗的等效變換 1.4 部分接入耦合與接入系數(shù) 1.5 石英晶體諧振器 1.6 其它濾波器,高頻電子線路 曾興文 高頻電子線路 高吉祥 高頻電子 沈偉慈 高頻電子線路 王衛(wèi)東 以及其它同類書中的相關(guān)內(nèi)容,1.電路形式：,2.阻抗：,其中：,1.1串聯(lián) LC 諧振回路,電抗隨頻率變化規(guī)律： 當 = 0 時, |z| = r， x = 0 ，電流達到最大。 當 0 時, |z| r， 0 ，x 0 呈感性， 0 ，x 0 呈容性，,3.諧振頻率：串聯(lián)回路電

2、流達最大時的頻率為之。,5.串聯(lián)回路廣義失諧量 ：（衡量回路失諧大小的量）,* 諧振時的感抗或容抗，稱之為特性阻抗。用表示,當 0即失諧不大時：,當諧振時： = 0，隨失諧的增大， 也增大,4.品質(zhì)因素Q 諧振時，回路感抗或容抗值與回路電阻R 的比值稱之。它表示回路損耗的大小。,6.回路電流頻率響應(yīng)與通頻帶,歸一化 ：,電流響應(yīng)的幅頻特性 ：,1）電流響應(yīng),電流響應(yīng)的相頻特性 ：,2）電流響應(yīng)的通頻帶,臨界點,7.信號源內(nèi)阻及負載對諧振回路的影響,其中 R為回路本身的損耗，RS為信號源內(nèi)阻，RL為負載,1）通常把沒有接入信號源內(nèi)阻和負載電阻時回路本身的Q值叫做無載Q（空載Q值）。,2）把接入信

3、號源內(nèi)阻和負載電阻的Q值叫做有載Q值，用QL表示。,例1 已知串聯(lián)諧振回路如圖。 求：諧振時回路電流和各元件上的電壓。,解：,串聯(lián)諧振回路小結(jié),1.電路形式：2.阻抗：3.諧振頻率： 4.品質(zhì)因素Q ：5.串聯(lián)回路廣義失諧量 6.電流的頻率響應(yīng) 7.信號源內(nèi)阻及負載對諧振回路的影響,一般 L r ， 上式可近似為 ：,1.電路形式：,等效并聯(lián)諧振回路,2.阻抗：,1.2并聯(lián)回路的特性,5.并聯(lián)回路廣義失諧量 ：（衡量回路失諧大小的量）,4. 品質(zhì)因素Q （諧振時回路感抗值或容抗值與回路電阻r 的比值稱為回路的品質(zhì)因數(shù)，以Q表示，它表示回路損耗的大小。）,3.諧振頻率：（并聯(lián)回路 B=0 時的頻

4、率）,圖2 4 串聯(lián)震蕩回路及其特性,當 0即失諧不大時：,串、并聯(lián)回路的 討論：,6. 阻抗隨頻率變化特性：,當變化時，R 也變化； 當 0時, |Y| G , |Z| 0 呈感性， o ，B 0 呈容性， 當 = 0時,|Y| = G，B = 0達到并聯(lián)諧振。,歸一化 ：,幅頻特性 ：,相頻特性 ：,1）電壓的頻率響應(yīng),7.回路端電壓的頻率響應(yīng)及其通頻帶,2）通頻帶：,3）對回路的Q值和通頻帶的影響：,通頻帶變寬,8. 信號源內(nèi)阻及負載對諧振回路的影響,其中G為回路本身的損耗，GS為信號源內(nèi)阻，GL為負載,2）把接入信號源內(nèi)阻和負載電阻的Q值叫做有載Q值。用QL表示：,1）通常把沒有接入信

5、號源內(nèi)阻和負載電阻時回路本身的Q值叫做無載Q（空載Q值）。,有載Q值小于空載Q值。即：,例2 已知并聯(lián)諧振回路如圖。 求：該回路諧振頻率和諧振電阻RP； 若此時并入一電阻RL=10k，該回路通頻帶為多少？ 諧振時端電壓及各支路電流為多少？。,解：,解:若此時并入RL,解：,1.電路形式：2.阻抗：3.諧振頻率： 4.品質(zhì)因素Q ：5.串聯(lián)回路廣義失諧量 6.阻抗的頻率特性： 7.電流的頻率響應(yīng)8.信號源內(nèi)阻及負載對諧振回路的影響,并聯(lián)回路的特性,1.3 串并聯(lián)阻抗的等效變換,所謂等效就是指電路工作在某一頻率時，不管其內(nèi)部的電路形式如何，從端口看過去其阻抗或者導納是相等的。,因等效,故：,因為等

6、效，串聯(lián)電路有載品質(zhì)因數(shù)與并聯(lián)電路的有載品質(zhì)因數(shù)相等：,等效互換 關(guān) 系 為：,當 Q 很高（大于10或者更大）時， 則有:,幾種常見抽頭振蕩回路,1.4 部分接入耦合與接入系數(shù) 1. 耦合形式,2. 等效變換分析,根據(jù)能量等效原則：,-以信號源電路部分接入為例,阻抗由低抽頭端向高抽頭端轉(zhuǎn)換時，等效阻抗提高1/p2 倍。,p討論：,2）,4）部分接入電路作用： 減小外電路影響 阻抗匹配,1）,電感抽頭耦合時，,3)電容分壓耦合時，,根據(jù)能量等效原則：,-負載電路的部分接入,題3圖,習題3： 圖示電路為一等效電路， 其中 L = 0.8H， Q0100， C = 5pF， C120pF， C22

7、0pF ，R10k， RL 5k 。 求：畫全并聯(lián)等效電路；計算回路諧振頻率 ；計算該電路的有載QL 。 該回路帶寬為多少？通帶臨界點處會產(chǎn)生多大相移？,解: (1) 等效電路如圖,(3)：,(4)：,(5)：,通帶臨界點處=1，,(2)：,電阻R1的接入系數(shù):,等效到回路兩端的電阻：,端電壓:,回路端電壓為,輸出電壓為,解: 忽略了回路本身固有損耗, 可認為 Q0。 等效電路如圖, 回路電容為,回路諧振角頻率:,回路工作在諧振狀態(tài),例4 抽頭回路由電流源激勵,試忽略回路本身的固有損耗, 求回路兩端電壓u(t)和輸出電壓u1(t) 。,1) 石英晶體振諧器的構(gòu)成與振諧原理,沿著不同的軸切下，有

8、不同的切型：X切型、Y切型、AT切型、BT、CT,2) 石英晶體振諧器的符號和等效電路,C0：靜態(tài)電容， Lq：動態(tài)電感， Cq：稱動態(tài)電容， rq：稱動態(tài)電阻.,1.5石英晶體濾波器 （參教材P88）,4) 石英晶體振諧器的阻抗特性,3) 石英晶體振諧頻率,C0 Cq， p 比q 稍大，兩頻差很小。,等效電感Lq特別大、一般可從幾十毫亨到幾亨甚至幾百亨；等效電容Cq特別小，其電容量一般10-3PF量級； rq動態(tài)電阻值一般幾歐至幾百歐。石英晶體的Q值為：,5) 石英晶體振諧器的特點,Q很大，一般在105 一106量級。普通LC電路無法比擬。,C0電容量一般在幾PF。 ，則 。這意味著等效電路

9、中的接入系數(shù) p 很小，因此外電路影響很小。,1. LC耦合電路,由兩個以上 LC 單諧振電路采用不同耦合方式組合而成。,常用的兩種耦合回路,電感耦合回路,電容耦合回路,耦合回路幅頻特性,1.6 其它濾波器：,2、LC集中選擇性濾波器：,LC集中選擇性濾波器可分為低通、高通、帶通和帶阻等形式。,3.陶瓷濾波器 利用某些陶瓷材料的壓電效應(yīng)構(gòu)成的濾波器.這種陶瓷片的兩面用銀作為電極，經(jīng)過直流高壓極化之后具有和石英晶體相類似的壓電效應(yīng)。,1)符號及等效電路,2) 陶瓷濾波器電路 四端陶瓷濾波器：將陶瓷濾波器連成如圖所示的形式，即為四端陶瓷濾波器。圖(a)由二個諧振子組成的濾波器;圖(b)由五個諧振子

10、組成四端濾波器。諧振子數(shù)目愈多，濾波器的性能愈好。,3)優(yōu)點： 容易焙燒，可制成各種形狀；適于小型化；且耐熱耐濕性好。 它的等效品質(zhì)因數(shù)QL為幾百，比石英晶體低但比LC濾波高。,4.聲表面波濾波器 SAWF（Surface Acoustic Wave Filter）,是一種以鈮酸鋰、石英或鋯鈦酸鉛等壓電材料為襯底（基體）的一種電聲換能元件。,1）結(jié)構(gòu)與原理： 在經(jīng)過研磨拋光的極薄的壓電材料基片上，用蒸發(fā)、光刻、腐蝕等工藝制成兩組叉指狀電極，其中與信號源連接的一組稱為發(fā)送叉指換能器，與負載連接的一組稱為接收叉指換能器。當把輸入電信號加到發(fā)送換能器上時，叉指間便會產(chǎn)生交變電場。,2）符號及等效電路

11、,3）特點 工作頻率高，中心頻率在10MHz1GHz之間，且頻帶寬，相對帶寬為0.5%25%。 尺寸小，重量輕。動態(tài)范圍大，可達100dB。 由于利用晶體表面的彈性波傳送，不涉及電子的遷移過程，所以抗輻射能力強。 溫度穩(wěn)定性好。 選擇性好，矩形系數(shù)可達1.2。,建議本章從以下方面去小結(jié)：,1. LC回路的電路形式、特點、作用；有哪些重要參數(shù)。 2.串并變換、部分接入等效的方法與公式 3. 各類電子器件應(yīng)用于高頻時有何特點 4.石英晶體振子的等效電路形式、特點、作用； 5.其它濾波器件的特點、作用,思考題：,1. LC回路串聯(lián)諧振的特點是什么？在電路中有何作用？ 2. LC回路并聯(lián)諧振的特點是什

12、么？在電路中有何作用？ 3. 當LC 串聯(lián)諧振回路在諧振于fo時，回路阻抗 且為 ；失諧時阻抗 ；當ffo時呈 性，ffo時 性。 4.當LC 并聯(lián)諧振回路在諧振于fo時，回路阻抗 且為 ；失諧時阻抗 ；當ffo時呈 性，ffo時 性。 5.在普通收音機的輸入回路中，靠改變 來選臺？自動調(diào)諧選臺用 代替可變電容器來調(diào)諧選臺，該電路應(yīng)于電視機的高頻頭。 6. LC組成一個并聯(lián)諧振回路，諧振頻率 ，把它串聯(lián)在電路中就能阻止信號通過的頻率為 ，把它并聯(lián)在電路中，信號最易通過的頻率為 。,7.部分接入等效變換： R R； G G； X X； B B； L L ； C C ； I I ； U U 。,思

13、考題：,8.如某電臺的調(diào)頻廣播頻率為99.3MHz，LC選頻網(wǎng)絡(luò)只要讓該頻率通過就可以接收到該電臺了，此話對么？ 9. 石英晶體諧振器工作在 時的等效阻抗最小。 10. 石英晶體與電感并聯(lián)，串聯(lián)諧振頻率，并聯(lián)諧振頻率。,11. 試定性分析題圖2所示電路在什么情況下呈現(xiàn)串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振狀態(tài)。,習題1：有一簡單串聯(lián)振蕩回路的回路電感C=5 pF,信號源頻率為fs = 10MHz 時回路諧振, 信號源電阻 RS=50，負載電阻RL=50。 求： (1) 試計算回路線圈的電感值； (2) 若諧振時線圈品質(zhì)因數(shù)為Q0 =100, 試計算回路有載QL; (3) 若信號源電壓為1V，則各元件電壓為何? (4) 計算回路通頻帶,題1圖,習題2：有一單并聯(lián)振蕩回路的回路電容C=51 pF, 信號源中心頻率為 fs = 10MHz，RL=10K 求：(1) 試計算諧振時所需電感值; (2) 若線圈品質(zhì)因數(shù)為Q=100, 試計算回路諧振電阻;