1、第4章 射頻諧振電路,諧振電路有多種應(yīng)用，可以在濾波器、振蕩器和匹配電路中使用，其功能是有選擇地讓一部分頻率的源信號通過，同時衰減通帶外的信號。 當頻率不高時，諧振電路由集總參數(shù)元件組成，但當頻率達到微波波段時，諧振電路通常由各種形式的傳輸線實現(xiàn)。 諧振電路可以用諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)、輸入阻抗和帶寬等描述。本章將對諧振電路作一簡述，討論串聯(lián)諧振電路、并聯(lián)諧振電路, 傳輸線諧振電路的構(gòu)成和參數(shù)。,4.1 串聯(lián)諧振電路,串聯(lián)諧振電路如圖4.1所示， 由電阻R、電感L和電容C串聯(lián)而成。,圖4.1 串聯(lián)諧振電路,電路中的電感L儲存磁能并提供感抗； 電容C儲存電能并提供容抗； 當電感L儲存的平均磁能與電容

2、C儲存的平均電能相等時，電路產(chǎn)生諧振。 此時電感L的感抗和電容C的容抗相互抵消，輸入阻抗為純電阻R。,4.1.1 諧振頻率 圖4.1所示的電路，只有當頻率為某一特殊值時，才能產(chǎn)生諧振，此頻率稱為諧振頻率。,電感L儲存的平均磁能：,電容C儲存的平均電能：,由于,所以,電流：,輸入阻抗：,當電感L儲存的平均磁能Wm與電容C儲存的平均電能We相等時，產(chǎn)生諧振。 由式（4.1）和式（4.3）可以得到，諧振時的角頻率為 由式（4.4）可以看出，只有當=0時電路才能產(chǎn)生諧振。,4.1.2 品質(zhì)因數(shù) 品質(zhì)因數(shù)描述了能耗這一諧振電路的重要內(nèi)在特征。品質(zhì)因數(shù)定義為 （4.5）,式中,4.1.3 輸入阻抗,當=0

3、時， 當與0不等時， 為復數(shù)。,4.1.4 帶寬,圖4.2 串聯(lián)諧振電路的帶寬,帶寬可以由品質(zhì)因數(shù)和諧振頻率求得：,4.1.5 有載品質(zhì)因數(shù) 前面定義的Q稱為無載品質(zhì)因數(shù)，體現(xiàn)了諧振電路自身的特性。實際應(yīng)用中，諧振電路總是要與外負載RL相耦合，由于外負載消耗能量，使總的品質(zhì)因數(shù)下降。,外部品質(zhì)因數(shù)：,總的品質(zhì)因數(shù)：,三個品質(zhì)因數(shù)的關(guān)系：,4.2 并聯(lián)諧振電路,并聯(lián)諧振電路如圖4.3所示，由電阻R、電感L和電容C并聯(lián)而成。,圖4.3 并聯(lián)諧振電路,諧振電路上的復功率：,其中，,4.2.1 諧振頻率,式（4.25）表明只有當=0時電路才能產(chǎn)生諧振。比較式（4.25）和式（4.4）可以看出，并聯(lián)諧振

4、電路與串聯(lián)諧振電路的諧振頻率都取決于 。,4.2.2 品質(zhì)因數(shù) 并聯(lián)諧振電路的平均儲能為,4.2.3 輸入導納 輸入導納為 （4.30）,當=0時， 當與0不等時， 為復數(shù)。,4.2.4 帶寬,圖4.4 并聯(lián)諧振電路的帶寬,4.2.5 有載品質(zhì)因數(shù),串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路的參量見表4.1.,例4.1 設(shè)計一個由理想電感和理想電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路，要求在負載RL=50及f=142.4MHz時的有載品質(zhì)因數(shù)QL=1.1,討論改變電感電容提高有載品質(zhì)因數(shù)的途徑。 解：可將電感值降低20倍，電容值提高20倍，改進電路如圖（b）。,圖4.5 例4.1用圖,4.3 傳輸線諧振電路,傳輸線諧振電路通常稱為諧振器。 微波頻段，不易集總元件實現(xiàn)，通常用終端短路或開路的傳輸線作為諧振器。 傳輸線諧振器有四種類型：,圖4.6 傳輸線諧振器,其中，,有耗傳輸線輸入阻抗：,（4.42）,4.3.1 終端短路 傳輸線,品質(zhì)因數(shù)：,相當于串聯(lián)諧振電路。,4.3.2 終端短路 傳輸線,相當于并聯(lián)諧振電路。,4.3.3 終端開路 傳輸線 在微帶電路中，諧振器通常由終端開路的傳輸線構(gòu)成。終端開路傳輸線 ，由式（4.42）可以得到