1、第一章 選頻網(wǎng)絡(luò)與阻抗變換,重點(diǎn)內(nèi)容：,并聯(lián)諧振回路的選頻特性；,LC分壓式阻抗變換電路；,1.1 LC諧振回路,LC諧振回路有并聯(lián)回路和串聯(lián)回路兩種形式，屬于無源濾波網(wǎng)絡(luò)；其作用是：,（1）選頻濾波：從輸入信號中選出有用頻率分量，抑制無用頻率分量或噪聲。,（2）阻抗變換電路及匹配電路；,（3）實(shí)現(xiàn)頻幅、頻相變換：將頻率的變化轉(zhuǎn)換為振幅或相位的變化；將在頻率調(diào)制中講。,1.1,1.1.1 并聯(lián)諧振回路,圖1.1.1 并聯(lián)諧振回路,一、并聯(lián)諧振回路的阻抗特性,1、回路的阻抗,1.1.1,（1-1）,定義：回路的空載品質(zhì)因數(shù),2、回路的阻抗特性,令,為廣義失諧，,1.1.1,（1- 3）,根據(jù)式（

2、1-1） （1-2） （1-3）可以得到：,回路諧振時,阻抗幅頻特性,阻抗相頻特性,由此畫出的阻抗頻率特性曲線如圖1.1.3所示。,1.1.1,圖1.1.3 并聯(lián)諧振回路阻抗頻率特性曲線,或 回路的導(dǎo)納：,圖1.1.2 并聯(lián)等效電路,此時，圖1.1.1可等效為圖1.1.2。,其中，,稱為回路的諧振電導(dǎo)。,1.1.1,或 （1-2） 稱為回路的諧振電阻。,二、回路的諧振特性曲線：,其中：幅頻特性,相頻特性,1.1.1,回路兩端的諧振電壓：,回路兩端的電壓,回路的歸一化諧振特性：,圖1.1.5 諧振特性曲線,顯然，曲線 形狀與,有關(guān)。（通頻帶 ）,1.1.1,由該圖知， 越大，,曲線愈尖銳， 選擇

3、性越好。 （矩形系數(shù)）,由此畫出的諧振特性曲線如圖1.1.5所示。,三、結(jié)論,由以上分析結(jié)果，并結(jié)合圖1.1.3可以得出如下幾點(diǎn)結(jié)論：,2、回路失諧：,（ ）時，并聯(lián)回路阻抗下降，相移值增大。,時，,當(dāng),并聯(lián)回路阻抗呈感性；,時，,當(dāng),并聯(lián)回路阻抗呈容性；,1.1.1,1、回路諧振,（ ）時，,，回路阻抗最大且為純阻 。,當(dāng)忽略并聯(lián)諧振回路的損耗電阻 ，則畫出的并聯(lián)回路的電抗特性曲線如圖1.1.4所示。,圖1.1.4 并聯(lián)回路的電抗頻率特性,1.1,并聯(lián)回路諧振時的諧振電阻,為,或,的,倍。,阻抗成反比，因此電感和電容中電流的,大小為外部電流的,倍，即有 :,且,相位相反,1.1.1,3、 電

4、流特性,并聯(lián)諧振電路各支路電流的大小與,4、 電壓特性 諧振時回路兩端的電壓最大，,，與激勵電流同相位。,5、 相頻特性曲線的斜率,并聯(lián)諧振回路的相頻特性呈負(fù)斜率，且,斜率越大，曲線越陡。,越高，,1.1.1,6、線性相頻范圍,時，相頻特性可以近似表示為,此時,與,之間呈現(xiàn)線性關(guān)系，,成反比。,且相頻特性呈線性關(guān)系的頻率范圍與,1.1.1,當(dāng),四通頻帶 選擇性 矩形系數(shù)：,1、通頻帶（諧振曲線）,定義：當(dāng),時對應(yīng)的頻率范圍稱為通頻帶，,表示，稱之為3dB帶寬。,用,由幅頻,表達(dá)式知：當(dāng),時,顯然：,1.1.1,2、矩形系數(shù)（諧振曲線）,選擇性是指回路從含有各種不同頻率信號的總和中選出有用信號，

5、抑制干擾信號的能力。,理想情況下,1.1.1,1.1.2 串聯(lián)諧振回路（自學(xué)）,自學(xué)提示： 1、串聯(lián)回路的阻抗？阻抗特性？ 2、串聯(lián)回路的諧振特性？ 3、諧振角頻率（頻率）？諧振電阻？ 4、以上1、2、3點(diǎn)分別與并聯(lián)回路的特性進(jìn)行比較？并得出結(jié)論 p26,1.1.2 串聯(lián)諧振回路,圖1.1.6 標(biāo)準(zhǔn)LC串聯(lián)回路,一、串聯(lián)回路的阻抗特性：,由A、B兩點(diǎn)向回路內(nèi)看入的回路等效阻抗為,1.1.2,當(dāng),，,時，回路諧振，此時,稱,為回路的諧振角頻率。,令回路的空載品質(zhì)因數(shù),并引入廣義失諧,，阻抗,可改寫為,1.1.2,回路阻抗的幅頻特性,回路阻抗的相頻特性,圖1.1.7 串聯(lián)諧振回路阻抗的幅 頻特性和

6、相頻特性曲線,由以上分析知，串聯(lián)回路諧振時具有以下特點(diǎn)：, 阻抗特性 回路諧振時，回路的感抗與容抗相等，互相抵消，回路阻抗最小（ ）且為純阻。,1.1.2, 回路失諧（ ）,時，串聯(lián)回路阻抗增加，相移值增大。,時,串聯(lián)回路阻抗呈感性；,時，,串聯(lián)回路阻抗呈容性。,當(dāng),當(dāng),1.1.2,圖1.1.7 串聯(lián)諧振回路阻抗的幅 頻特性和相頻特性曲線,圖1.1.8 串聯(lián)回路的電抗頻率特性,如果忽略簡單串聯(lián)諧振回路的損耗電阻，可以畫出串聯(lián)回路的電抗頻率特性曲線如圖1.1.8所示。,1.1.2, 相頻特性曲線為正斜率，即,圖1.1.7 串聯(lián)諧振回路阻抗的幅 頻特性和相頻特性曲線,1.1.2,二、串聯(lián)諧振回路的

7、諧振特性：,定義：回路輸出電流隨輸入信號頻率而變化的特性稱為回路的選頻特性。圖1.1.6所示串聯(lián)諧振回路的輸出電流表達(dá)為,式中,為回路諧振情況下的輸出電流。,上式說明，回路發(fā)生串聯(lián)諧振時，因回路阻抗最小，流過 回路的電流最大， 。,1.1.2,為諧振回路的歸一化選頻特性，則可以得到,由此得到回路的幅頻特性,相頻特性,1.1.2,若定義,三 串、并聯(lián)回路的比較,1、回路諧振（,）時：,串聯(lián)諧振回路的阻抗,并聯(lián)諧振回路的阻抗,2、相頻特性：,串聯(lián)回路的相頻特性為正斜率，并聯(lián)回路的相頻特性為負(fù)斜率，且最大相移為,。,3、實(shí)際應(yīng)用中：,串聯(lián)回路適合于信號源和負(fù)載串接，從而使信號電流有效的送給負(fù)載。,并

8、聯(lián)回路適合于信號源和負(fù)載并接，使信號在負(fù)載上得到的電壓振幅最大。,1.1.2,1.1.3 負(fù)載和信號源內(nèi)阻對并 聯(lián)諧振回路的影響,并聯(lián)回路若考慮信號源內(nèi)阻,和負(fù)載,時，如圖1.1.9所示。,圖1.1.9 具有負(fù)載和信號源內(nèi)阻的并聯(lián)諧振回路 （a）實(shí)際回路 （b）、（c）等效回路,1.1.3,則 回路總諧振阻抗：,回路的空載品質(zhì)因數(shù)：,回路的有載品質(zhì)因數(shù)：,回路的3dB帶寬為：,所以將導(dǎo)致回路的選擇性變差，通頻帶展寬。,1.1.3,1、 2、回路兩端的諧振電壓 減??； 3、回路的品質(zhì)因數(shù)下降， ； 4、通頻帶展寬； 5、選擇性變差。 6、若信號源內(nèi)阻及負(fù)載不是純阻，也將對諧振曲線產(chǎn)生影響。,結(jié)論

9、： 由于負(fù)載電阻和信號源內(nèi)阻的影響，將使：,1.1.3,例l.1.1 設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載，信號中心頻率 ，回路電容采用C=50pF，試計(jì)算所需的線圈電感值。又若線圈品質(zhì)因數(shù)為 ，試計(jì)算回路諧振電阻及回路帶寬。若放大器所需的帶寬為0.5MHz，則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求？,1.1.3,解：（1）計(jì)算L 值。 由諧振頻率表達(dá)式可得,將,以兆赫（MHz）為單位，C以皮法（PF）為單位，L以微亨（H）為單位。上式可變?yōu)橐粚?shí)用計(jì)算公式,將,C=50pF代入，得,L=5.07(H),1.1.3,（3）求滿足0.5MHz帶寬的并聯(lián)電阻。 設(shè)回路上并聯(lián)的電阻為R1，并聯(lián)后的總電阻為 ，回