高频电路选频网络.ppt

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1、第2章选频网络在高频电子线路中应用的选频网络分为两大类：第一类是由电感和电容元件组成的振荡回路（也称谐振回路），它又可分为单谐振回路和耦合谐振回路；第二类是各种滤波器，如LC集中参数滤波器，石英晶体滤波器，陶瓷滤波器和声表面波滤波等。谐振回路按电路的形式分为：1.串联谐振回路2.并联谐振回路3.耦合谐振回路本章讨论各种谐振回路在正弦稳态情况下的谐振特性和频率特性。滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。分类低通（LPF）高通（HPF）带通（BPF）带阻（BEF）全通（APF）RpLCRSiSRLCRSiSRLCRSuS串联LC谐振回路RLCRSuSRL

2、CRSuSZS仿真2.1串联谐振回路RLCRSuSRLCRSuSii品质因数：RLCRSuS+uC-+uL-ii+ui-+uR-仿真RLCRSuS2.1.2串联谐振回路的谐振曲线和通频带通频带：当α下降为0.707时对应的频率范围。Q2Q1Q1>Q2ω0ωI/I0矩形系数:=9.96等效品质因数：通频带：电源内阻与负载电阻的影响空载2.1.3串联谐振回路的相位特性曲线φo+π/2φ(f)f-π/20-φofof1f22Δf0．7理想实际电容性电感性R2.2并联谐振回路2.2.1基本原理及特性谐振频率：品质因数：RLCRSiS回路阻抗RLCRSiSRpLCRSiSRpLCRSiS+ui-

3、2.2.2并联谐振回路的谐振曲线、相位特性曲线和通频带通频带：Q2>Q1Q11OQ2OQ1Q2相频特性：电感性电容性Rp等效品质因数：通频带：2.2.3电源内阻与负载电阻的影响RpLCRSiSRL例1设一并联谐振回路，谐振频率f0=10MHz，回路电容C＝50pF，试计算所需的线圈电感L。又若线圈品质因素为Q＝100，试计算回路谐振电阻及回路带宽。若放大器所需的带宽为0.5MHz,则应在回路上并联多大电阻才能满足要求？解：（1）计算L值（2）回路的谐振电阻和带宽（3）求满足0.5MHz带宽的并联电阻设回路并联电阻为，回路有载品质因数为将已知条件带入，可得：2.3串并联阻抗的等效互换与回

4、路抽头时的阻抗变换2.3.1串、并联阻抗的等效互换（高Q情况）2.3.2并联谐振回路的其它形式谐振时谐振阻抗2.3.3抽头式并联电路的阻抗变换一、自耦变压器耦合连接RsCN1N2RLRsLLCR’L12313V2接入系数，以p表示：或二、双电容抽头耦合连接RsLC1C2RLC1C2RLsC1C21212CR’L三、变压器形式耦合连接LCR’sLC’LRs部分变全部全部变部分iSRSL1C2C1RLiSRSL2L1C2C1RLabbacdcdL2例4应用部分接入法的选频电路接入系数对回路有载品质因数影响明显减小。例5如图，抽头回路由电流源激励,忽略回路本身的固有损耗,试求回路两端电压u(

5、t)的表示式及回路带宽。解由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q→∞。由图可知,回路电容为谐振角频率为电阻R1的接入系数等效到回路两端的电阻为由于回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅U=IR=2V,故输出电压为回路有载品质因数回路带宽电路如图所示。已知L=500μH，C1=C2=40PF,Q0=40,IS=20mA,RS=50kΩ。求谐振时回路的总电流I及电容C1两端的电压VC1。2.4耦合回路ususisis互感耦合和电容耦合回路及其选频特性1）石英晶体的物理特性：石英是矿物质硅石的一种（也可人工制造），化学成分是SiO2，其形状为结晶的六角锥体。图(a)表示自然结晶体

6、，图(b)表示晶体的横截面。连接两个角锥顶点的一根轴ZZ，称为光轴，在图(b)中沿对角线的三条XX轴，称为电轴，与电轴相垂直的三条YY轴，称为机械轴。YX1XYZYYXXYYXXYYXX(a)(b)2.5滤波器的其它形式2.5.2石英晶体滤波器钟振：（小型圆筒式）品质因素：＞４００００工作温度范围：－１０o―――６０oＣ负载电容：８，１０，１２，５，１５，２０ＰＦ激励电平：＜１ｕｗ(20KHZ－150KHZ)贴片式16.000MHZ--54.000MHZ石英晶振,HC-49/S3.5MHZ--80.000MHZ压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现

7、象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。逆压电效应：当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。压电材料如：石英（quartz）、陶瓷、闪锌矿（zincblende）、钠氯酸盐（sodiumchlorate）、电气石（tourmalin