射频通信电路第1章选频回路与阻抗变换

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1、功能：选频、阻抗变换应用：射频系统的各个模块——放大、振荡、调制、解调本章主要内容：1.选频回路的主要指标2.LC串、并联选频回路3.窄带和宽带无源阻抗变换网络4.简单介绍常用的集中参数选频滤波器5.简单介绍集成电感*教材上部分接入的阻抗变换不作要求。第一章选频回路与阻抗变换功能：选出有用信号，滤除或抑制无用信号LC回路种类集中选择性滤波器（声表面波滤波器、陶瓷滤波器、石英晶体滤波器）电路特征——无源线性网络幅频特性性能描述相频特性1.1选频回路的指标(1)中心频率(2)通频带BW3dB(3)带内波动(4)选择性与矩形系数(5)插入损耗(6)

2、输入输出阻抗RinRoutPoutPin选频回路BW20dB1、幅频特性相频特性斜率：称为—群时延结果：通频带内不同频率信号延迟相同时间要求：在通频带内群时延为常数表现：相频特性为线性不产生相位失真2、相频特性电阻r电导G阻抗Z导纳Y电感L电容C电容C电感L电压源VS电流源IS电流I电压V电路的对偶性串联并联I1.2LC串并联谐振回路1.并联谐振回路标准电路形式回路输入导纳谐振的定义:为纯电阻谐振频率1.2.1谐振的基本概念与特性1.阻抗特性2.电压特性输出电压最大且与信号源同相3.品质因数Q谐振时的特点电感电流电容电流特点：电抗支路的电流比

3、信号源大Q倍4.电流特性表1.2.1串﹑并联特性对照表并联串联电路结构L.C.G并联C.L.r串联激励信号源电流源电压源谐振角频率谐振阻抗品质因数谐振时电流(电压)2.串联谐振回路分析内容:回路输出电压(电流)及回路阻抗随频率变化特性输出电压:广义失谐:说明:1.输出电压是复数2.输出电压与频率有关3.阻抗~频率特性与电压~频率特性相同(因为，而为常数)1.并联谐振回路1.2.2选频特性近似条件:其中：公式：讨论谐振频率附近的选频特性（1）（归一化选频特性）公式：①选择性回路的值越高，选择性越好注意：高的选择性与宽的通频带对的要求是矛盾的②通

4、频带令得:大，通频带很难窄高，通频带窄③矩形系数进一步说明单并联回路对高的选择性与宽的通频带这对矛盾不能兼顾>>1幅频特性公式：①谐振时含义：回路阻抗呈纯电阻，输出电压与信号电流同相②失谐时当时，并联回路阻抗呈感性；当时，并联回路阻抗呈容性。注意:回路的阻抗性质会随频率而变问题：回路通频带点上④电抗特性曲线（设回路）③相频特性曲线斜率特点：①负斜率②越大，相频特性越陡Q大（2）相频特性⑤线性相频范围当时，相频特性呈线性公式：特征：相频特性呈线性关系的频率范围与成反比Q大变量对偶时，特性曲线相同变量相同时，特性曲线变化相反对偶特性应用：I电路相

5、频特性电抗特性选频特性V/V02.串联谐振回路的选频特性1.实际并联回路考虑损耗的线圈的等效电路串联小电阻r实际并联回路电路形式分析方法等效1.实际的线圈(或电容)是有损耗的----等效电路如何2.并联回路的前后接有信号源与负载-----对的影响讨论的意义：1.2.3实际并联回路与有载Q等效：实部相等：虚部相等：定义：支路串联支路并联支路两者相等（1）串并联支路阻抗变换虚部为零：由于：注意：实际并联回路参数：实际谐振频率——与L、C、r的关系<（其中是支路Q）高Q（r很小）时、、回路Q等于支路Q等效理想实际有损耗无损耗理想并联回路参数：谐振阻

6、抗无穷Q＝有耗回路谐振频率根据定义计算：（2）实际并联回路分析讨论信号源内阻及负载对回路的影响谐振阻抗和不影响回路谐振频率只影响谐振阻抗和回路Q有载为：结果：通频带变宽，选择性变差回路损耗对应-----空载：＞＞1高Q等效2.有载品质因数Q阻抗变换的必要性（3）保证滤波器性能（1）实现最大功率传输——共轭匹配（2）改善噪声系数对变换网络的要求：宽带：变压器、传输线变压器窄带：LC网络（2）带宽（1）损耗小——用纯电抗阻抗变换网络1.3无源阻抗变换变压器参数：初级电感量次级电感量耦合系数互感变压器种类：空心变压器磁芯变压器——耦合紧，漏感小()

7、,磁芯损耗随频率升高增大理想变压器：无损耗、耦合系数为1，初级电感量为无穷理想变压器阻抗变换：电压电流阻抗注意电流方向（负号、图中方向）磁芯变压器可近似为理想变压器1.3.1变压器阻抗变换②窄带网络－－两电抗元件不同性质，有选频滤波性能特征：①两电抗元件组成－－结构形式同L讨论问题：1.已知工作频率，欲将变换为，求：电路结构和、2.L网络的带宽1.3.3L网络阻抗变换变换依据:串并联互换串联支路并联支路谐振，开路＝串并联互换公式注意：由于等效，串联支路Q＝并联支路Q，由变换电阻可求出Q则:,已知L、C(条件:)>1.电路结构与参数计算当<时变

8、换L网络形式并联支路串联支路谐振，短路总结：L匹配网络支路的Q值可以表示为L网络缺点:当两个要阻抗变换的源和负载电阻值确定后，L网络的Q值也确定了，是不能选择的，因