第2章 选频回路与阻抗变换

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1、第2章选频回路与阻抗变换本章内容•信号的选频滤波P.27•LC谐振回路滤波器•无源阻抗变换网络•传输线变压器阻抗变换。信号的选频滤波•通信系统中接收设备需要抑制和滤除一些无用信号和噪声干扰。通信中这一功能通常由一个重要部件“选频滤波器”来实现。•选频滤波器按实现功能可以分为预选滤波器与中频通道滤波器两种。3信号的选频滤波•按滤波器的组成结构分：第一类是由储能元件电感和电容组成的LC谐振回路滤波器。第二类是各种集中滤波器如LC集中滤波器、机械滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器、声表面波(SAW)滤波器等。4信号的选频滤波中心频率；带内波

2、动；通频带BW；-3dB选择性SF；插入损耗；输入输出阻抗；相频特性5本章内容•信号的选频滤波•LC谐振回路滤波器•无源阻抗变换网络•传输线变压器阻抗变换LC谐振回路滤波器•图（c）为典型的LC并联谐振回路，其并联阻抗可以表示为1RPZj11jC1jQoRjLPPo7LC谐振回路滤波器•品质因数:描述了回路的储能与它的耗能之比。谐振时回路总的储能Q2谐振时回路一周内的耗能CRR0QGL08LC谐振回路滤波器1•回路的谐振角频率为oLC•回路的品质因数为R1oL1L

3、1QP，其中PoL22RP2RPC2RPL•ξ称为回路的阻尼系数，ρ为回路的特性阻抗C•谐振回路的端电压UPISRPIsR•回路的输出电压为UIsZjPoo1jQPo9LC谐振回路滤波器U1o•则有oUP1jQPo•可以导出LC谐振回路的幅频特性和相频特性函数，并得出相应的曲线。V1omAV2pm2o1QPooarctanQPo10LC谐振回路特性

4、曲线幅频特性曲线相频特性曲线LC谐振回路滤波器•经由观察函数的曲线可知LC回路的选频特性与带宽是相互矛盾的。选频特性越好，带宽越窄。在通常的通信系统的设计中，两者需要相互兼顾。•带宽与品质因数的关系可由如下关系式表示：f0即幅频特性的-3dB衰减带宽，单位为HzBQP1其中f(单位为Hz)是回路的固有谐振0频率。2LC•波形因数SF是衡量滤波器选频特性的重要参数，定义为-60dB带宽和-3dB带宽的比。SF=(-60dB)带宽/(-3dB)带宽12例题•例1.8.1设一个LC并联回路的谐振频率f=10.7MHz，已知回路电容

5、C=100pF，则回o路电感L是多少？若要求信号偏离f为o500kHz处衰减为20dB，则回路的有载品质因数Q为多少？通频带B为多少？回路对三P次谐波的衰减量是多少？解：（1）可以求得回路的谐振角频率1112fL2.21Hoo，可得：22LCoC(2fo)C13例题（2）取正偏离f1=11.2MHz，fo=10.7MHz。20dB衰减即为幅度衰减10倍，则A10.1可求出Q=108.89。P2ff1Q21oPffo16（3）fo10.7103B98.31098.3(

6、kHz)Q108.89P14例题（4）根据n次谐波的定义有ω=nωo（n为大于1221的自然数），且QPn1，将n=3带入有nUn1n3omo22UQn18Qpm21PP1QPnn33.441049.26dB15微波常用单位dBW(分贝瓦):定义：P1(dBW)=10log10(P1(W))dBm(分贝毫瓦):定义:P1(dBm)=10log10(P1(mW))dBmW(分贝微瓦):定义：P1(dBmW)=10log10(P1(μW))16微波常用单位d

7、B(分贝)::描述功率相对增益或插损或相对功率,若有功率P1(输入)和P2(输出)N=10log10(P1/P2)若N为正，则可说P1比P2要高N分贝(dB)若N为负，则可说P1比P2要低N分贝(dB)dB(分贝):描述电压传输增益或插损或相对电平,若有电压V1(输入)和V2(输出)GV(dB)=20log10(V2/V1)17微波常用单位mW与dBm和dBW变换示例P=1mW→P=0dBmP=10mW→P=10dBmP=0.1mW→P=-10dBmP=1mW→P(dBW)=-30dBWP=10mW→P(dBW)=-2

8、0dBWP=0.1mW→P(dBW)=-40dBW18本章内容•信号的选频滤波•LC谐振回路滤波器•无源阻抗变换网络P.111•传输线变压器阻抗变换阻抗匹配网络RS匹配ZLv网络SZS功放电路负载电路射频功率放大器中，阻抗匹配网络介于功率管和负