选频网络教学目的理解选频网络基本电路构成特性和功能.doc

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1、第二章选频网络教学目的：理解选频网络基本电路构成、特性和功能，抽头阻抗变换；熟练掌握单调谐回路的谐振曲线、特性分析和通频带分析；掌握耦合回路的调谐特性的分析；了解耦合回路的频率特性。教学内容：1串联谐振回路2并联谐振回3串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换4耦合回路5滤波器的其它形式教学重点：串、并联谐振回路的谐振特性、谐振曲线和通频带分析教学难点：阻抗变换的原理及等效关系引言选频网络是其它功能单元电路的基本组成部分，它的作用就是选出需要的频率分量并且滤除不需要的频率分量。因此掌握各种选频网络的特性是很重要的通常选频网络可以分为两

2、大类，一类是由电感电容组成的振荡回路，它有可分为单振荡回路和耦合振荡回路；另一类是各种滤波器，如LC集中滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器等，重点讨论第一类滤波器。§2.1串联谐振回路一电路结构：图2.1.1由电感线圈和电容器组成的单个振荡电路称为单振荡回路。信号源与电容和电感串接，就构成串联振荡回路。振荡回路具有谐振特性，所以它具有选频和滤波作用。二电路分析1阻抗特性图2.1.2讨论：当，，称回路发生串联谐振，谐振频率为当回路呈感性当回路呈容性2谐振特性1）回路阻抗最小，回路电流最大，且电压与电流同相2）若令称为回路的品质因数则串联谐振

3、时，电感L和电容C上的电压达到最大值且为输入信号电压的Q倍，故串联谐振也称为电压谐振。由于Q一般可达几十或几百，所以必须预先注意回路元件的耐压问题。3谐振曲线及通频带谐振曲线描述电流大小随外加电压频率的变化关系曲线，通常用曲线来描述由此可得，谐振曲线如图2.1.3所示图2.1.3若令称为广义失谐系数当失谐不大时由此可得谐振曲线的通用形式通频带的定义：当回路外加电压的幅值不变，改变频率时，回路电流I下降到Io的倍时所对应的频率范围称为谐振回路的通频带用B表示，即根据定义由图2.1.4可见当时又根据则图2.1.4总结：Q值不同即损耗R不同时，

4、对曲线有很大影响，Q值大曲线尖锐，选择性好，通频带窄，Q值小曲线钝，通带宽。4相频特性曲线描述回路电流的相角y随频率w变化的曲线，用的相角表示。由此可得相频特性曲线如图2.1.5所示图2.1.55能量关系（谐振时）设谐振时回路瞬时电流由此可见：谐振时回路中储存的能量是不变的，只是在线圈与电容器之间相互转换。且电抗元件不消耗外加电动势的能量，外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡Q的物理含义：电路R上消耗的平均功率为：每一周期时间内消耗在电阻上的能量为：6信号源内阻及负载对串联谐振回路的影响通常把没有接入信号源内阻和负载

5、电阻时回路本身的Q值叫做空载品质因数表示为把接入信号源内阻和负载电阻的Q值叫做有载品质因数表示：其中R为回路本身的损耗，RS为信号源内阻，RL为负载结论：串联谐振回路通常适用于信号源内阻Rs很小(恒压源）和负载电阻RL也不大的情况。§2.2并联谐振回路一电路结构由电感线圈L、电容C和外加信号源相互并联的振荡回路称为并联振荡回路。如图2.2.1所示，图2.2.1二电路分析1阻抗特性一般wL>>R代入上式则：。这时称回路发生并联谐振，谐振频率回路品质因数回路的阻抗大小与频率的关系如图2.2.2所示图2.2.22谐振特性1)回路阻抗为最大，电压

6、最大且与电流同相2)可见谐振时电感支路或者电容支路的电流幅值为外加电流源IS的QP倍。因此，并联谐振又称为电流谐振。3谐振曲线、相频特性曲线和通频带在任一工作频率下并联回路两端的电压与谐振电压之比为其中称为广义失谐量在小失谐情况下谐振曲线关系式表示回路两端电压幅值与外加信号源频率之间的关系曲线相频特性曲线关系式表示并联回路两端电压与电流源的相差，通频带定义：当回路端电压下降到最大值的倍时所对应的频率范围。因为并联谐振回路的谐振曲线及相频特性曲线表示式与串联回路对应相同，所以曲线形状相同；频带的定义相同，所以并联回路的通频带4信号源内阻和负

7、载电阻对并联谐振回路的影响考虑信源内阻及负载时回路等效电路如图2.2.3所示：图2.2.3回路的谐振电导:回路的有载品质因数：结论：并联回路适用于信源电阻及负载电阻较大的情况，以使品质因数较高而获得好的选择性。§2.3串、并联阻抗等效互换与抽头变换所谓等效就是指电路工作在某一频率时，不管其内部的电路形式如何，从端口看过去其阻抗或者导纳是相等的。一串并联阻抗的等效互换图2.3.1在图2.3.1中，根据AB两端阻抗相等的原则可得当Q值较高时：结论：1.串联回路等效为并联回路后，电抗性质相同，大小相等；2.小的串联电阻变成大的并联电阻二其它形式

8、的并联谐振回路谐振阻抗计算在图2.3.2中，其中图2.3.2ab两端电路阻抗：谐振时总电抗为0，即可见回路两端的谐振电阻为任一支路的电抗值平方与两支路电阻和的比三抽头式并联电路的阻抗变换1几种