第一章 选频回路与阻抗变换ppt课件.ppt

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1、射频通信电路第一章选频回路与阻抗变换1.1选频回路的指标1.2LC串并联谐振回路1.3无源阻抗变换网络第一章选频回路与阻抗变换选频与阻抗变换是组成射频系统需要考虑的两个很重要的功能，它们应用于放大、振荡、调制与解调各个单元电路中，在射频系统中常采用无源网络来实现这些功能。本章首先介绍由电感L和电容C组成的选频回路，接着介绍阻抗匹配的重要性.并详细介绍无M阻抗变换的设计，最后简单介绍一些常用的集中参数滤波器。1.1选频回路的指标选频回路的作用是从众多的频率中选出有用信号，滤除或抑制无用信号。选频回路或称滤波器有两类:用电感L和电容C组成的

2、LC串联谐振回路与并联谐振回路，集中参数滤波器，如声表面滤彼器，晶体滤波器，陶瓷滤波器等。选频网络的传输特性如图1.1.1所示，分为幅频特性和相频特性两个方面。衡量选频网络(滤波器)性能的主要指标是:中心频率f0。在此频率点其传输系数最大。②通频带BW3dB。传输系数下降为中心频率几对应值的(-3dB)时对应的上下限的频率之差。由于所传送的信号总是有一定频带宽度的，因此不同的信号对滤波器的通频带有不同要求。③带内波动。通频带内传输系数的最大波动值。在通频带内应有比较均匀的幅频特性，以减少频率失真。④选择性(或称带外衰减)与矩形系数。描述

3、滤波器对频带外信号的衰减程度，带外衰减越大，选择性越好。理想滤波器的幅频特性应该是一个矩形。为了描述滤波器接近矩形的程度，定义一个指标为矩形系数:即滤波器的传输系数下降到中心频率最大传输系数的0.1倍时的带宽B0.1与其3dB带宽之比。选频特性为理想矩形的滤波器，矩形系数等于1，此时通频带外的信号全部衰减，具有最佳选频性能。⑤插人损耗。插人损耗定义为通频带内滤波器的输人电压和输出电压之比。⑥输人输出阻抗。滤波器的性能指标都是在其输人输出端均匹配时测得的。因此，在应用时，必须知道其输人输出阻抗，并很好的匹配，才能使滤波器发挥其最佳性能。⑦

4、相频特性。要求相频特性接近线性。信号通过网络的无失真传输是指输出信号与输人信号相比，只有幅度大小和出现时间的变化，而波形没有变化。信号通过网络的无失真传输是指输出信号与输人信号相比，只有幅度大小和出现时间的变化，而波形没有变化。1.2LC串并联谐振回路用电感线圈L与电容C构成的串并联回路是射频通信电路中应用得最为广泛的选频电路，它们除完成选频功能外，还可以进行阻抗变换，本节主要分析它们的选频特性。1.2.1谐振的基本概念与特性1.并联谐振回路由A,B两点看入，回路导纳为:导纳值与输人信号角频率有关，当导纳为纯电导G时，称回路为谐振。:对

5、应的谐振角频率为：并联回路谐振时具有以下特点:①阻抗特性。回路谐振时，回路的感抗与容抗相等，互相抵消，回路导纳最小，或阻抗最大通常将谐振时的容抗或感抗称为回路特性阻抗。②电压特性。谐振时回路两端的电压最大，并与信号电流同相。③品质因数。回路品质因数描述了回路的储能与它的耗能之比。定义为一个由有耗的空心线圈和电容组成的回路的Q值大约是几十到一、二百。④电流特性。谐振时，流过电感I_和电容C的电流相等，方向相反，且为信号电流的Q倍，如式(1.2.6)或图1.2.2所示。这可以理解为，谐振时，电容上的能量和电感上的能量互相转换，产生振荡，而信

6、号源的能量仅补充电阻R上的损耗。谐振时，流过线圈和电容的电流是信号源电流的Q倍，选择线圈导线时应注意线径大小以承受电流的容量。2.串联谐振回路根据电路中的对偶定理，对偶关系如下:串联-并联L-C,C-L,G-r,V-I分别对偶，所以可以直接将上面的并联谐振回路的特性推广到串联谐振回路中。1.2.2选频特性1.并联谐振回路并联谐振回路的阻抗或输出电压随输人信号频率而变化的特性称为回路的选频特性。分析选频特性，也就是分析不同频率的输人信号通过回路的能力。写出图1.2.1所示并联谐振回路的输出电压表达式如下:因此有可以看出当输人信号频率ω≠ω

7、0时，输出电压的幅度和相位都发生变化。(1)幅频特性将失谐频率ω对应的输出电压幅度与谐振时的输出电压幅度之比称为谐振回路的归一化选频特性:相应画出的归一化选频特性曲线如图1.2.4所示。由该归一化特性可以得出以下几点结论:①选择性。谐振点时输出电压最大，回路阻抗最大，失谐时下降。回路的Q值越高，选择性越好，即对同一失谐频率ω，Q值越大的回路输出电压越小。②通频带。令式(1.2.10)等于，可计算出回路的3dB通频带为：该式说明，回路的Q值越小，通频带越宽。③矩形系数。令S=1/10，求出输出电压下降为谐振时的1/10的带宽BW0.1,则

8、并联谐振回路的矩形系数为:简单并联谐振回路的矩形系数较大，即说明了它对宽的通频带和高的选择性这对矛盾不能兼顾。参差调谐放大器:采用单调谐回路和双调谐回路组成的参差调谐放大器的频率特性图电视机高频放大器的简化