Chapter 21選頻網(wǎng)絡(luò)

1、Chapter 2 通信電子線路分析基礎(chǔ) 2.1 選頻網(wǎng)絡(luò)2.1.1 2.1.1 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路2.1.2 2.1.2 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路2.1.3 2.1.3 串、并聯(lián)阻抗等效互換與串、并聯(lián)阻抗等效互換與 回路抽頭時的阻抗變換回路抽頭時的阻抗變換2.1.4 2.1.4 耦合回路耦合回路2.1.5 2.1.5 選擇性濾波器選擇性濾波器 引言引言1.1.選頻的基本概念選頻的基本概念 所謂選頻就是選出需要的頻率分量并且所謂選頻就是選出需要的頻率分量并且濾除不需要的頻率分量濾除不需要的頻率分量。2.2.選頻網(wǎng)絡(luò)的分類選頻網(wǎng)絡(luò)的分類3.3.選頻網(wǎng)絡(luò)在本課程選頻網(wǎng)絡(luò)在本課程的用途的用途

2、前端選擇性電路前端選擇性電路 高頻小信號放大器負(fù)載高頻小信號放大器負(fù)載 中頻放大器負(fù)載中頻放大器負(fù)載 高頻功率放大器負(fù)載高頻功率放大器負(fù)載 混頻器負(fù)載混頻器負(fù)載 正弦波振蕩器回路正弦波振蕩器回路 調(diào)制電路負(fù)載調(diào)制電路負(fù)載 高頻放大 fs fs 本地振蕩 fo 混頻 fo fs = fi fi 低頻放大 檢波 中頻放大 F F 選擇性電路 音頻放大音頻放大 高頻振蕩高頻振蕩 倍頻倍頻 高頻放大高頻放大 調(diào)制調(diào)制 緩沖緩沖 傳輸線傳輸線 話筒話筒 聲音聲音 （直流電源未畫直流電源未畫） 2.1.1 2.1.1 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 2.1.1-1 2.1.1-1 概述概述 2.1.1-22.1

3、.1-2 諧振及諧振條件諧振及諧振條件 2.1.1-3 2.1.1-3 諧振特性諧振特性 2.1.1-4 2.1.1-4 能量關(guān)系能量關(guān)系 2.1.1-5 2.1.1-5 諧振曲線和通頻帶諧振曲線和通頻帶 2.1.1-6 2.1.1-6 相頻特性曲線相頻特性曲線 2.1.1-7 2.1.1-7 信號源內(nèi)阻及負(fù)載對串聯(lián)諧振回路信號源內(nèi)阻及負(fù)載對串聯(lián)諧振回路 的影響的影響 單諧振回路：單諧振回路： 由由信號源信號源、電感線圈和電容器組、電感線圈和電容器組成的單個振蕩回路成的單個振蕩回路，稱為單諧振回稱為單諧振回路。路。諧振回路具有選頻和濾波作用。諧振回路具有選頻和濾波作用。2.1.1-1 概述概述

4、串聯(lián)串聯(lián)諧振諧振回路：回路： 信號源與電容和電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)信號源與電容和電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)諧振諧振回路?；芈?。2.1.1-2 諧振及諧振條件諧振及諧振條件1. 1. 阻抗阻抗 jezjxRCLjRz|)1(2222)1(|CLRXRzRCLarctgRXarctg1阻抗模：阻抗模：阻抗相角：阻抗相角： 當(dāng)當(dāng) 0 0時時 |z| R|z| R， 0 0 ， x x 0 0 呈感性，電流滯后電壓，呈感性，電流滯后電壓， i i 0 0 0 0 ， x x 0 0 0 = = 0 0 |z| = R |z| = R x x = 0 = 0 達(dá)到串聯(lián)諧振。達(dá)到串聯(lián)諧振。 當(dāng)回路諧振時的感抗或容

5、抗，稱之為特性阻抗。用當(dāng)回路諧振時的感抗或容抗，稱之為特性阻抗。用 表示表示CLx1 x 容性 O 感性 L 0 |z| R 0 z 0 O CLC1LXX00CL00C12jezjxRCLjRz|)1(2.1.1-3 2.1.1-3 諧振特性諧振特性0X0為為最最小小值值，且且為為純純電電阻阻RZ 呈現(xiàn)感性呈現(xiàn)感性CLXX00X呈現(xiàn)容性呈現(xiàn)容性CLXX01)X Q2 Q Q值不同即損耗值不同即損耗R R不同時，對曲線有很大影響，不同時，對曲線有很大影響，Q Q值大曲線尖銳，選擇性好，值大曲線尖銳，選擇性好，Q Q值小曲線鈍，通帶寬。值小曲線鈍，通帶寬。 N(f ) (f) 0 (f0) Q1

6、 Q2 Q1 Q2 N(f )= 1 2 21通頻帶通頻帶 1270127022fffBB.或12120II21112oII當(dāng)當(dāng)o2Q而而QffB.0702也可用線頻率也可用線頻率f0f0表示，即表示，即Q0702所以所以定義定義: :回路外加電壓的幅值不變時，改變頻率，回路電流回路外加電壓的幅值不變時，改變頻率，回路電流I I下降下降到到I Io o 的的 時所對應(yīng)的頻率范圍稱為諧振回路的通頻帶時所對應(yīng)的頻率范圍稱為諧振回路的通頻帶用用B B表示表示: :2.1.16 相頻特性曲線相頻特性曲線所以回路電流的相角所以回路電流的相角 為阻抗幅角的負(fù)值，為阻抗幅角的負(fù)值， = = 回路電流的相角是

7、與外加電壓相比較而言的。回路電流的相角是與外加電壓相比較而言的。若超前，則若超前，則 0 0 若滯后，則若滯后，則 0 Q Q2 2RxjjII1111oarctg2arctgarctgarctgoooQQRxjjjjoeIeIezeIm)(msmsozvv回路電流的相頻特性曲線為回路電流的相頻特性曲線為 0 Q1 Q2 回路電流的相角回路電流的相角 隨頻率隨頻率 變化的曲線。變化的曲線。 通常把沒有接入信號源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時回路本身的通常把沒有接入信號源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時回路本身的Q值叫做值叫做無載無載Q（空載（空載Q值）值）如式如式 2.1.1-7 信號源內(nèi)阻及負(fù)載對串聯(lián)諧振回路的影響信號源

8、內(nèi)阻及負(fù)載對串聯(lián)諧振回路的影響 LS0LRRRLQooQRLQ Rs + C RL L R 其中其中R R為回路本身的損耗，為回路本身的損耗，R RS S為信號源內(nèi)阻，為信號源內(nèi)阻，R RL L為負(fù)載為負(fù)載通常把接有信號源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時回路的通常把接有信號源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時回路的Q Q值叫做值叫做有載有載Q QL,L, 如式如式結(jié)論：結(jié)論： 串聯(lián)諧振回路通常適用于信號源內(nèi)阻串聯(lián)諧振回路通常適用于信號源內(nèi)阻Rs很小很小 ( (恒壓源）和負(fù)載電阻恒壓源）和負(fù)載電阻RL也不大的情況。也不大的情況。為空載時的品質(zhì)因數(shù)為空載時的品質(zhì)因數(shù)為有載時的品質(zhì)因數(shù)為有載時的品質(zhì)因數(shù) QQQQLL可見ooQRLQ

9、LS0LRRRLQ 例題例題1: 如圖，設(shè)給定串聯(lián)諧振回路的如圖，設(shè)給定串聯(lián)諧振回路的f0=1MHz，Q0=50，若輸出電流超前信號源電，若輸出電流超前信號源電 壓相位壓相位45，試求：，試求：1) 此時信號源頻率此時信號源頻率f是多少？輸出電流相對于諧振時衰減了多少分貝？是多少？輸出電流相對于諧振時衰減了多少分貝？ 2) 現(xiàn)要在回路中的再串聯(lián)一個元件，使回路處于諧振狀態(tài)，應(yīng)該加入何種元現(xiàn)要在回路中的再串聯(lián)一個元件，使回路處于諧振狀態(tài)，應(yīng)該加入何種元 件，并定性分析元件參數(shù)的求法。件，并定性分析元件參數(shù)的求法。 C R L VS 本題主要考查的是串聯(lián)諧振回路基本參數(shù)與特性，及其在失諧本題主要考

10、查的是串聯(lián)諧振回路基本參數(shù)與特性，及其在失諧情況下的特性。情況下的特性。該題應(yīng)該從該題應(yīng)該從“輸出電流超前信號源電壓輸出電流超前信號源電壓45”入手，針對失諧時入手，針對失諧時的回路阻抗，具體分析輸出電壓與信號源的角度關(guān)系。同時，由于題目給的回路阻抗，具體分析輸出電壓與信號源的角度關(guān)系。同時，由于題目給出的是諧振時的條件，解題時應(yīng)將失諧的情形與諧振時相參照，以便充分出的是諧振時的條件，解題時應(yīng)將失諧的情形與諧振時相參照，以便充分利用已知條件求解。利用已知條件求解。分析：分析：因而，因而，CLjRVIS1RCL1arctan4511RCLRVIS0MHzQfB02. 05010MHzBf01.

11、021kHzMHzfff99099. 00210II從而可得：從而可得：1）串聯(lián)諧振回路中，輸出電流為：）串聯(lián)諧振回路中，輸出電流為：因此有，因此有， 則，則，解：解：由通頻帶的定義可知由通頻帶的定義可知當(dāng)回路處于諧振狀態(tài)時，當(dāng)回路處于諧振狀態(tài)時，由已知條件由已知條件 f0=1MHz，Q=50，得，得 L1/ C, 故故 0, 即即ff0，又由已知條件知回路失諧狀態(tài)時，輸出電流超前信號源電壓相位又由已知條件知回路失諧狀態(tài)時，輸出電流超前信號源電壓相位45 21)1(11)1(1120RCLIIBf21所以所以正好是定義通頻帶正好是定義通頻帶B的的即信號源頻率處于回路通頻帶邊緣，即信號源頻率處于

12、回路通頻帶邊緣，2）由上一問可知）由上一問可知 R R Is C L + R Vo 諧振時的阻抗特性：諧振時的阻抗特性：且阻抗為最大值且阻抗為最大值阻，阻，并聯(lián)諧振時，呈現(xiàn)純電并聯(lián)諧振時，呈現(xiàn)純電呈呈現(xiàn)現(xiàn)容容性性,p呈呈現(xiàn)現(xiàn)感感性性,p因此回路諧振時：因此回路諧振時：為諧振電阻為諧振電阻為諧振電導(dǎo)為諧振電導(dǎo)其中其中RCLRLRCGPP：同相同相相應(yīng)達(dá)到最大值且與相應(yīng)達(dá)到最大值且與電壓電壓為最小值為最小值回路導(dǎo)納回路導(dǎo)納電納電納SPSPIGIVGYB/00。，2.1.2-22.1.2-2 諧振條件諧振條件LCjLRCCLjRCLz1112.1.2-3 諧振特性諧振特性。與，同相同相時時SSpIV

13、ICRLRIVBS 壓 回路端電0諧振條件諧振條件: :CR1RLj1LRj1CRLC1LjRCj1LjRZ若若 不成立不成立RL 諧振時諧振時Z Z為實(shí)數(shù)為實(shí)數(shù), ,故故22ppppLRLC1RC1RLLRLCfLCLCBpp21,110pp2.2.諧振頻率諧振頻率f f0 0 Is C L GRp1 jBGLCjLCRY13.3.品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) 諧振時電感支路或者電容支路的電流幅值為外加電流源諧振時電感支路或者電容支路的電流幅值為外加電流源I IS S的的 QP倍。因此，倍。因此，并聯(lián)諧振又稱為電流諧振。并聯(lián)諧振又稱為電流諧振。SPPPSppSpppCPIjQCQICjRICjVCjCj

14、VI1100SPPPPSPPLPIjQLjLQILjVLjRVI00)( 一般一般Q為幾十到幾百，因此信號源的電流不是很大，而支路內(nèi)的電流卻是很大。為幾十到幾百，因此信號源的電流不是很大，而支路內(nèi)的電流卻是很大。數(shù)數(shù)為并聯(lián)振蕩回路品質(zhì)因?yàn)椴⒙?lián)振蕩回路品質(zhì)因定義定義pppQRCRL1：CLRCLRRLLCRLQpp，為諧振電路的特性阻抗為諧振電路的特性阻抗,11LCRRCRLRRLQPppppppp為諧振電阻為諧振電阻RCLRP4.4.廣義失諧廣義失諧 表示回路失諧大小的量表示回路失諧大小的量)(21oooo失諧不大時失諧不大時諧振時的電導(dǎo)諧振時的電導(dǎo)失諧時的電納失諧時的電納QGCGLCGB 1

15、 . 諧振曲線諧振曲線 串聯(lián)回路用電流比來表示，并聯(lián)回路用電壓比來表示。串聯(lián)回路用電流比來表示，并聯(lián)回路用電壓比來表示。 回路端電壓回路端電壓 諧振時回路端電壓諧振時回路端電壓 由此可作出諧振曲線由此可作出諧振曲線 LCjGIYIZI1Psss vPspso/GIRIvjjQLCjGGYGGIYIfN11111/)(pppppppssovv2.1.2-4 2.1.2-4 諧振曲線、相頻特性和通頻帶諧振曲線、相頻特性和通頻帶)1(PLGpRLppQ在小失諧時：在小失諧時：PPPQPppPQpP2Q20211PPQVV結(jié)論：結(jié)論：為純阻性為純阻性為最大為最大時時當(dāng)當(dāng)010:)10，VVp， 減小減

16、小時時當(dāng)當(dāng)VVVp10:)20Q1 Q2 Q2 p N(f)= Q1Q1 0VV， 減小減小時時當(dāng)當(dāng)VVVp10:)30oppppo21111jQjQvvppppparctgarctg2arctgQQv相角：相角：2. 相頻特性相頻特性ppvQ2arctan u, z p 串聯(lián)電路里串聯(lián)電路里 是指回路電流是指回路電流與信號源電壓與信號源電壓 的相角差。而并的相角差。而并聯(lián)電路聯(lián)電路 是指回路端電壓對信號源電流是指回路端電壓對信號源電流I Is s的相角差。的相角差。 = = p p 時時 = 0 = 0 回路呈純阻回路呈純阻 p p 時時 0 0 回路呈回路呈容性容性 0 0 回路呈回路呈感

17、性感性 jjjoeezeIZImsms0vv相頻曲線如圖所示相頻曲線如圖所示 sv f 0 1 2 N(f) Vom 當(dāng)回路端電壓下降到最大值的當(dāng)回路端電壓下降到最大值的 時所對應(yīng)的頻率范圍時所對應(yīng)的頻率范圍 即即 絕對通頻帶絕對通頻帶 2110027 . 07 . 0122BpoQfB 211111200vvvvj12o7 . 0pffQBQffp07 . 02po7 . 012Qff相對通頻帶相對通頻帶3 . 通頻帶通頻帶mV021同相變化。同相變化。與與LSLRRQ、性。性。較高而獲得較好的選擇較高而獲得較好的選擇以使以使也較大的情況,也較大的情況,很大，負(fù)載電阻很大，負(fù)載電阻內(nèi)阻內(nèi)阻并

18、聯(lián)諧振適用于信號源并聯(lián)諧振適用于信號源L LL LS SQ QR RR R C L Rs Rp RL 2.1.2-5 信號源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對并聯(lián)諧振回路的影響信號源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對并聯(lián)諧振回路的影響 sILRRLQpppppLpsppLsppL111QGGGGLG)GGG(LQ值為此時有載Lpsppppppp11RRRRQQGCLGQL故例例題題2 2：有一并聯(lián)諧振回路如圖，并聯(lián)回路的無載：有一并聯(lián)諧振回路如圖，并聯(lián)回路的無載Q Q值值 Q Qp p = 80 = 80，諧振電阻，諧振電阻 R Rp p = 25k = 25k ，諧振頻率，諧振頻率f fo o = 30MHz= 30MHz，

19、信號源電流幅度信號源電流幅度 I Is s = 0.1mA = 0.1mA(1)(1)若信號源內(nèi)阻若信號源內(nèi)阻R Rs s = 10k = 10k ，當(dāng)負(fù)載電阻，當(dāng)負(fù)載電阻R RL L不接時，不接時，問通頻帶問通頻帶B B和諧振時輸出電壓幅度和諧振時輸出電壓幅度V Vo o是多少？是多少？(2) (2) 若若R Rs s = 6k = 6k ，R RL L = 2k = 2k ，求此時的通頻帶，求此時的通頻帶B B和和V Vo o 是多少？是多少？IsCLRsRpRL解解：(1) Rs = 10k ，V720k25102510mA10pspsso.RRRRIv而2310251801spoLRR

20、QQMHz3 . 12330LoQfB(2) K2K6LsRR V14021612511101111cspso.RRRIV5 . 42256251801LpspoLRRkRQQMHz7 . 65 . 430LoQfB故并聯(lián)電阻愈小，即故并聯(lián)電阻愈小，即Q QL L越低，通帶愈寬。越低，通帶愈寬。c1zjezjBGLCjLCRzY11LCf,LC211ooLCf,LC211ppCLRRRRLQ11ooLCRRLRRLQPpppppooooooQRLRC1LRX)(失諧時的抗oopoopQGCGL1C(G(B諧振時的電導(dǎo))失諧時的電納) N(f ) (f) 0 (f0) Q1 Q2 Q1 Q2 N

21、(f)= 0II 1 2 21 1 2 N(f ) (f) 0 (f0) Q1 Q2 Q1 Q2 N(f)= 0VV 1 2 21 1 2 007.0Qff2pp7 . 02Qff i 0 2 2 Q1 Q2 n 0 2 2 Q1 Q2 LsoLRRRLQLpspp1RRRRQQL 串聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路阻抗或?qū)Ъ{ 諧振頻率 品質(zhì)因數(shù)Q 通頻帶B相頻特性曲線 失諧時阻抗特性 0，x 0 回路呈感性 0，xp，B 0 回路呈容性 p，B R例題：有一雙電感復(fù)雜并聯(lián)回路如圖所示，巳知例題：有一雙電感復(fù)雜并聯(lián)回路如圖所示，巳知L1+L2=500 L1+L2=500 ，C=500PFC=500PF，

22、為了使電源中的二次諧振能被回路濾除，應(yīng)如何分配，為了使電源中的二次諧振能被回路濾除，應(yīng)如何分配L1L1和和L2L2？CR2L1L2R1uHuH1. 1. 串并聯(lián)阻抗的等效互換串并聯(lián)阻抗的等效互換 所謂等效就是指電路工作在某一頻率時，不管其內(nèi)部的所謂等效就是指電路工作在某一頻率時，不管其內(nèi)部的電路形式如何，從端口看過去其阻抗或者導(dǎo)納是相等的。電路形式如何，從端口看過去其阻抗或者導(dǎo)納是相等的。2222222222222222221X1XRXRjXRXRjXRjXRjXRR故：故：2222222X1XRXRRR22222221XRXRX 由于串聯(lián)電路的有載品質(zhì)因數(shù)由于串聯(lián)電路的有載品質(zhì)因數(shù)與并聯(lián)電路

23、的有載品質(zhì)因數(shù)相等與并聯(lián)電路的有載品質(zhì)因數(shù)相等22X111LXRRRXQ所以等效互換的變換關(guān)系為：所以等效互換的變換關(guān)系為：當(dāng)品質(zhì)因數(shù)很高（大于當(dāng)品質(zhì)因數(shù)很高（大于1010或者更大）時則有或者更大）時則有21LX12QRRR12XX 21L12Q11XXX121L2RRQ1R結(jié)論：結(jié)論：2 2）串聯(lián)電抗）串聯(lián)電抗 化為同性質(zhì)的并聯(lián)電抗化為同性質(zhì)的并聯(lián)電抗 且：且：1X2X21L12Q11XX12XX 值下值下在高Q在高QL1L13 3）串聯(lián)電路的有效品質(zhì)因數(shù)為）串聯(lián)電路的有效品質(zhì)因數(shù)為22X111LXRRRXQ1 1）小的串聯(lián)電阻）小的串聯(lián)電阻 化為大的并聯(lián)電阻化為大的并聯(lián)電阻 且：且：X1R

24、R 2RX121L2RRQ1R2112LXQRRR 值值下下在在高高Q QL L1 1 s2bds2abGVGVs2s2dbabsGPGVVGs2s1RPR 2. 回路抽頭時阻抗的變化（折合）關(guān)系回路抽頭時阻抗的變化（折合）關(guān)系 接入系數(shù)：接入系數(shù)： Is C Rs a b d Is Rs d b C L Vdb Vdb dbabVVP 接入系數(shù)接入系數(shù)P P 即為抽頭點(diǎn)電壓與端電壓的比即為抽頭點(diǎn)電壓與端電壓的比減小信號源內(nèi)阻和負(fù)載對減小信號源內(nèi)阻和負(fù)載對回路的影響?；芈返挠绊憽?抽頭的目的：抽頭的目的：根據(jù)能量等效原則：根據(jù)能量等效原則：由于由于 , ,因此因此P P是小于是小于1 1的正數(shù)

25、，即的正數(shù)，即 bdabVVssRR 即由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效阻抗提高即由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效阻抗提高 倍。倍。21P1210abRLZ1) 在不考慮在不考慮 之間的互感之間的互感M時時:21LL 和在諧振時由于在諧振時由于Q值很高值很高, ,ab兩端的等效兩端的等效阻抗可以表示為阻抗可以表示為: :此時回路的諧振頻率為此時回路的諧振頻率為: :LC1CLL1210由于諧振時由于諧振時db兩端的等效阻抗為兩端的等效阻抗為1bdCRLZ故抽頭變化的阻抗變換關(guān)系為故抽頭變化的阻抗變換關(guān)系為222121bdabpLLLZZ當(dāng)抽頭改變時當(dāng)抽頭改變時,p,p值改變值改變, ,可以改變回路在可

26、以改變回路在dbdb兩端的等效阻抗兩端的等效阻抗211211NNNLLLP當(dāng)考慮當(dāng)考慮 和和 之間的互感之間的互感M時接入系數(shù)時接入系數(shù)以上討論的是阻抗形式的抽頭變換以上討論的是阻抗形式的抽頭變換如果是導(dǎo)納形式如果是導(dǎo)納形式: :22dbabnp1YY2) 對于電容抽頭電路而言對于電容抽頭電路而言, , 接入系數(shù)接入系數(shù)21211CCCCCnp2121CCCCC其中其中1L2LM2LLMLp211 應(yīng)該指出接入系數(shù)應(yīng)該指出接入系數(shù) 或或 都是假定外接在都是假定外接在ab端的阻抗遠(yuǎn)大于端的阻抗遠(yuǎn)大于 L1或或 時才成立。時才成立。 211LLLP212CCCP11C3) 電流源的折合：電流源的折

27、合：右圖表示電流源的折合關(guān)系。因?yàn)橛覉D表示電流源的折合關(guān)系。因?yàn)槭堑刃ё儞Q，變換前后其功率不變。是等效變換，變換前后其功率不變。 電壓源和電流源的變比是電壓源和電流源的變比是 而不是而不是 2pPIsCRsRoabdIsRsdbCLRo 從從ab端到端到bd端電壓變換比為端電壓變換比為1/P ，在保持功率相同的條件下，電流變換比就是在保持功率相同的條件下，電流變換比就是P倍。倍。即由低抽頭向高抽頭變化時，電流源減小了即由低抽頭向高抽頭變化時，電流源減小了P倍。倍。ssbdabsIPIVVI因此因此bdsabsVIVI 由于由于4)負(fù)載電容的折合負(fù)載電容的折合 結(jié)論：結(jié)論：1 1、抽頭改變時，、

28、抽頭改變時， 或或 、 的比值改的比值改 變，即變，即P改變改變 2 2、抽頭由低、抽頭由低高，等效導(dǎo)納降低高，等效導(dǎo)納降低P2倍，倍，Q值提高許值提高許 多，即等效電阻提高了多，即等效電阻提高了 倍，并聯(lián)電阻加大，倍，并聯(lián)電阻加大，Q 值提高。值提高。bdabvv211LLL212CCC21P CL C RL P CL L RL C d d b b a L2LL2L2L 1111CPCCPCRPRL因此因此電容減小，阻抗加大。電容減小，阻抗加大。抽頭的目的是：抽頭的目的是： 減小信號源內(nèi)阻和負(fù)載對回路的影響。減小信號源內(nèi)阻和負(fù)載對回路的影響。 負(fù)載電阻和信號源內(nèi)阻小時應(yīng)采用串聯(lián)方式；負(fù)載電阻

29、和信號源內(nèi)阻小時應(yīng)采用串聯(lián)方式；負(fù)載電阻和信號源內(nèi)阻大時應(yīng)采用并聯(lián)方式；負(fù)載電阻和信號源內(nèi)阻大時應(yīng)采用并聯(lián)方式；負(fù)載電阻信號源內(nèi)阻不大不小采用部分接入方式負(fù)載電阻信號源內(nèi)阻不大不小采用部分接入方式 。結(jié)論：結(jié)論： 例例4 下圖為緊耦合的抽頭電路，其接入系數(shù)的計(jì)下圖為緊耦合的抽頭電路，其接入系數(shù)的計(jì) 算可參照前述分析。算可參照前述分析。 C P1 C L RL P2 Is Rs Rp Is Rs Rp RL V (a) (b) 給定回路諧振頻率給定回路諧振頻率fp = 465 kHz，Rs = 27K ，Rp =172K ， RL = 1.36K ，空載空載Qo = 100，P1 = 0.28，

30、P2 = 0.063，Is = 1mA 求回路通頻帶求回路通頻帶B = ？和等效電流源？和等效電流源?s I解：先分別將Rs、RL折合到回路兩端如圖（b）所示 K52.3442776.122728. 0112s21sRPRKRPR65.34236. 1063. 0112L22L502121110065.34217252.34417211001LpspoLRRRRQQ由fo、QL求得B 若Is = 1mA，則 kHz3 . 950)kHz(465LoQfB0.28mAmA128. 0s1sIPI C Is Rs Rp RL V (b) 3 . 回路的插入損耗回路的插入損耗 由于回路有諧振電阻由于

31、回路有諧振電阻Rp存在，它會消耗功率因此信號源送來存在，它會消耗功率因此信號源送來的功率不能全部送給負(fù)載的功率不能全部送給負(fù)載RL，有一部分功率被回路電導(dǎo)，有一部分功率被回路電導(dǎo)gp所消所消耗了?；芈繁旧硪鸬膿p耗稱為插入損耗，用耗了。回路本身引起的損耗稱為插入損耗，用Kl表示。表示。 右圖是考慮信號源內(nèi)阻、負(fù)載電阻右圖是考慮信號源內(nèi)阻、負(fù)載電阻和回路損耗的并聯(lián)電路。和回路損耗的并聯(lián)電路。 11PPKl率率回路有損耗時的輸出功回路有損耗時的輸出功率率回路無損耗時的輸出功回路無損耗時的輸出功L2LssL201gggIgVPCgsgLLVIsgp無損耗時的功率無損耗時的功率P1：若若Rp = ，

32、gp = 0則為無損耗。則為無損耗。有損耗時的功率有損耗時的功率P1：L2pLssL211ggggIgVP1PL2pLssL211ggggIgVP2Lpsp2pLsLs2Ls2pLs11111ggggggggg)gg()ggg(PPKl由于回路本身的由于回路本身的 ，而，而 LgQ0p01LgggQ0LpsL)(1L2LssL201gggIgVP 因此插入損耗因此插入損耗 若用分貝表示：若用分貝表示： 通常在電路中我們希望通常在電路中我們希望Q0大即損耗小。大即損耗小。20L1111QQPPKl0L20L11201110QQlogQQlog)dB(Kl2.1.4 耦合回路耦合回路1 1、概述、

33、概述單振蕩回路具有頻率選擇性和阻抗變換的作用。單振蕩回路具有頻率選擇性和阻抗變換的作用。但是：但是：1 1、選頻特性不夠理想、選頻特性不夠理想 2 2、阻抗變換不靈活、不方便、阻抗變換不靈活、不方便為了使網(wǎng)絡(luò)具有矩形選頻特為了使網(wǎng)絡(luò)具有矩形選頻特性，或者完成阻抗變換的需性，或者完成阻抗變換的需要，需要采用耦合振蕩回路。要，需要采用耦合振蕩回路。耦合回路由兩個或者兩個以耦合回路由兩個或者兩個以上的單振蕩回路通過各種不上的單振蕩回路通過各種不同的耦合方式組成同的耦合方式組成 常用的兩種耦合回路常用的兩種耦合回路耦合系數(shù)耦合系數(shù)k：表示耦合回路中兩個回路耦合程度強(qiáng)弱的量：表示耦合回路中兩個回路耦合程

34、度強(qiáng)弱的量按耦合參量的大?。簭?qiáng)耦合、弱耦合、臨界耦合按耦合參量的大小：強(qiáng)耦合、弱耦合、臨界耦合電感耦合回路電感耦合回路電容耦合回路電容耦合回路對電容耦合回路：對電容耦合回路：)(M2M1MCCCCCk一般一般C1 = C2 = C：MMCCCk通常通常 CM C：CCkMk0)時，則時，則Xf1呈容性呈容性(Xf10)；反；反之，當(dāng)之，當(dāng)X22呈容性呈容性(X220)。 2222222221222222222111222222222222222222222221)( -)()( -)()(XXRMXRXRMRjXRXXRMjRXRMjXRMZfffff3 3）反射電阻和反射電抗的值與耦合阻抗的

35、平方值反射電阻和反射電抗的值與耦合阻抗的平方值成正比。成正比。當(dāng)互感量當(dāng)互感量M=0時，反射阻抗也等于零。時，反射阻抗也等于零。 這就是單回路的情況。這就是單回路的情況。4 4）當(dāng)初、次級回路同時調(diào)諧到與激勵頻率諧振（即當(dāng)初、次級回路同時調(diào)諧到與激勵頻率諧振（即X11=X22=0）時，反射阻抗為純阻。）時，反射阻抗為純阻。其作用相當(dāng)于在初其作用相當(dāng)于在初級回路中增加一電阻分量級回路中增加一電阻分量 ，且反射電阻與原回，且反射電阻與原回路電阻成反比。路電阻成反比。222RM)(2)( M0)()( -)()(1222111222222222222222222222221fffffXRMRjXRX

36、XRMjRXRMjXRMZ調(diào)諧的方法可以是調(diào)節(jié)初級回路的電抗，調(diào)節(jié)次級回路的調(diào)諧的方法可以是調(diào)節(jié)初級回路的電抗，調(diào)節(jié)次級回路的電抗及兩回路間的耦合量。由于互感耦合使初、次級回路電抗及兩回路間的耦合量。由于互感耦合使初、次級回路的參數(shù)互相影響（表現(xiàn)為反映阻抗）。所以耦合諧振回路的參數(shù)互相影響（表現(xiàn)為反映阻抗）。所以耦合諧振回路的諧振現(xiàn)象比單諧振回路的諧振現(xiàn)象要復(fù)雜一些。的諧振現(xiàn)象比單諧振回路的諧振現(xiàn)象要復(fù)雜一些。 Zf2 Z22 Zf1 Z11 sV Z11=R11+jX11 Zf1= Rf1+jXf1 1I jMI1 2I 3. 耦合回路的調(diào)諧耦合回路的調(diào)諧根據(jù)調(diào)諧參數(shù)不同，根據(jù)調(diào)諧參數(shù)不同，

37、分為分為部分諧振、復(fù)諧振、全諧振部分諧振、復(fù)諧振、全諧振三種情況。三種情況。考慮了反射阻抗后的耦合回路如圖?？紤]了反射阻抗后的耦合回路如圖。對于耦合諧振回路，凡是達(dá)到了初級等對于耦合諧振回路，凡是達(dá)到了初級等效電路的電抗為零，或次級等效電路的效電路的電抗為零，或次級等效電路的電抗為零或初、次級回路的電抗同時為電抗為零或初、次級回路的電抗同時為零，都稱為回路達(dá)到了諧振。零，都稱為回路達(dá)到了諧振。（1 1）部分諧振：）部分諧振：如果固定次級回路參數(shù)及耦合量不變，調(diào)如果固定次級回路參數(shù)及耦合量不變，調(diào)節(jié)初級回路的電抗使初級回路達(dá)到節(jié)初級回路的電抗使初級回路達(dá)到x11 + xf1 = 0。即回路本。即

38、回路本身的電抗身的電抗 = 反射電抗，我們稱初級回路達(dá)到部分諧振，反射電抗，我們稱初級回路達(dá)到部分諧振，這時初級回路的電抗與反射電抗互相抵消，初級回路的電這時初級回路的電抗與反射電抗互相抵消，初級回路的電流達(dá)到最大值流達(dá)到最大值22222211s1Rz)M(RVImax 初級回路在部分諧振時所達(dá)到的電流最大值，僅是在所規(guī)初級回路在部分諧振時所達(dá)到的電流最大值，僅是在所規(guī)定的調(diào)諧條件下達(dá)到的，即規(guī)定次級回路參數(shù)及耦合量不變的定的調(diào)諧條件下達(dá)到的，即規(guī)定次級回路參數(shù)及耦合量不變的條件下所達(dá)到的電流最大值，并非回路可能達(dá)到的最大電流。條件下所達(dá)到的電流最大值，并非回路可能達(dá)到的最大電流。 耦合量改變

39、或次級回路電抗值改變，則初級回路的反映電阻耦合量改變或次級回路電抗值改變，則初級回路的反映電阻也將改變，從而得到不同的初級電流最大值。也將改變，從而得到不同的初級電流最大值。22max1max2ZIMjI 若初級回路參數(shù)及耦合量固定不變，調(diào)節(jié)次級回路電抗若初級回路參數(shù)及耦合量固定不變，調(diào)節(jié)次級回路電抗使使x22 + xf2 = 0，則次級回路達(dá)到部分諧振，次級回路電流達(dá)，則次級回路達(dá)到部分諧振，次級回路電流達(dá)最大值最大值 次級電流的最大值并不等于初級回路部分諧振時次級電次級電流的最大值并不等于初級回路部分諧振時次級電流的最大值。流的最大值。1121122211s22211smax2)(RzMR

40、zMVRRzVMIf 耦合量改變或次級回路電抗值改變，則初級回路的反映耦合量改變或次級回路電抗值改變，則初級回路的反映電阻也將改變，從而得到不同的初級電流最大值。此時，次電阻也將改變，從而得到不同的初級電流最大值。此時，次級回路電流振幅為級回路電流振幅為 也達(dá)到最大值，這是相對初級也達(dá)到最大值，這是相對初級回路不是諧振而言，但并不是回路可能達(dá)到的最大電流?；芈凡皇侵C振而言，但并不是回路可能達(dá)到的最大電流。 2212zMII(2(2）復(fù)諧振：）復(fù)諧振： 在部分諧振的條件下，再改變互感量，使反射電阻在部分諧振的條件下，再改變互感量，使反射電阻R Rf1f1等于等于回路本身電阻回路本身電阻R R11

41、11，即滿足最大功率傳輸條件，使次級回路電流，即滿足最大功率傳輸條件，使次級回路電流I I2 2達(dá)到可能達(dá)到的最大值，稱之為復(fù)諧振達(dá)到可能達(dá)到的最大值，稱之為復(fù)諧振。這時初級電路不僅發(fā)這時初級電路不僅發(fā)生了諧振而且達(dá)到了匹配。生了諧振而且達(dá)到了匹配。反射電阻反射電阻R Rf f1 1將獲得可能得到的最大將獲得可能得到的最大功率，亦即次級回路將獲得可能得到的最大功率，所以次級電功率，亦即次級回路將獲得可能得到的最大功率，所以次級電流也達(dá)到可能達(dá)到的最大值。可以推導(dǎo)流也達(dá)到可能達(dá)到的最大值。可以推導(dǎo) 注意，在復(fù)諧振時初級等效回路及次級等效回路都對信號注意，在復(fù)諧振時初級等效回路及次級等效回路都對信

42、號源頻率諧振，但單就初級回路或次級回路來說，并不對信號源源頻率諧振，但單就初級回路或次級回路來說，并不對信號源頻率諧振。這時兩個回路或者都處于感性失諧，或者都處于容頻率諧振。這時兩個回路或者都處于感性失諧，或者都處于容性失諧。性失諧。2211smaxmax,22RRVI （3）全諧振：全諧振： 調(diào)節(jié)初級回路的電抗及次級回路的電抗，使兩個回路都調(diào)節(jié)初級回路的電抗及次級回路的電抗，使兩個回路都單獨(dú)的達(dá)到與信號源頻率諧振，即單獨(dú)的達(dá)到與信號源頻率諧振，即x11 = 0，x22 = 0，這時稱耦，這時稱耦合回路達(dá)到全諧振。合回路達(dá)到全諧振。 在全諧振條件下，兩個回路的阻抗均呈電阻性。在全諧振條件下，兩

43、個回路的阻抗均呈電阻性。 z11 = R11，z22 = R22，但，但R11 Rf1，Rf2 R22。 2211211222)()(21RRMRRRMRff或次級電流達(dá)到可能達(dá)到的最大值次級電流達(dá)到可能達(dá)到的最大值 22l1smaxmax,22RRVI如果改變?nèi)绻淖僊M，使，使R R11 = 11 = RfRf1 1，R R22 = 22 = RfRf2 2，滿足匹配條件，則稱為最佳全諧振。，滿足匹配條件，則稱為最佳全諧振。此時，此時，可見，最佳全諧振時次級回路電流值與復(fù)諧振時相同?？梢姡罴讶C振時次級回路電流值與復(fù)諧振時相同。由于最佳全諧振既滿足初級匹配條件，同時也滿足次級匹配由于最佳

44、全諧振既滿足初級匹配條件，同時也滿足次級匹配條件，所以條件，所以最佳全諧振是復(fù)諧振的一個特例最佳全諧振是復(fù)諧振的一個特例。 由最佳全諧振條件可得最佳全諧振時的互感為：由最佳全諧振條件可得最佳全諧振時的互感為： 最佳全諧振時初、次級間的耦合稱為臨介耦合，與此相應(yīng)的最佳全諧振時初、次級間的耦合稱為臨介耦合，與此相應(yīng)的耦合系數(shù)稱為臨介耦合系數(shù)，以耦合系數(shù)稱為臨介耦合系數(shù)，以k kc c表示。表示。 Q1 = Q2 = Q 時時 2211cRRM21221122112211cc1QQLLRRLLMkQK1c2211211222)()(21RRMRRRMRff或我們把耦合諧振回路兩回路的耦合系數(shù)與臨界耦

45、合系數(shù)之比我們把耦合諧振回路兩回路的耦合系數(shù)與臨界耦合系數(shù)之比稱為稱為耦合因數(shù)耦合因數(shù)， 是表示耦合諧振回路耦合相對強(qiáng)弱的一個重要參量。是表示耦合諧振回路耦合相對強(qiáng)弱的一個重要參量。 1稱為強(qiáng)耦合。稱為強(qiáng)耦合。 * *各種耦合電路都可定義各種耦合電路都可定義k，但是只能對雙諧振回路才可，但是只能對雙諧振回路才可 定義定義 。KQKKc4. 4. 耦合回路的頻率特性：耦合回路的頻率特性： 當(dāng)初，次級回路當(dāng)初，次級回路 01 = 02 = 0，Q1 = Q2 = Q時，時， 廣義失調(diào)廣義失調(diào) ，可以證明次級回路電流比，可以證明次級回路電流比 212222max224)1 (2II為廣義失諧，為廣義

46、失諧， 為耦合因數(shù)，為耦合因數(shù)， 表示耦合回路的頻率特性。表示耦合回路的頻率特性。 1稱為強(qiáng)耦合，諧振曲線出現(xiàn)雙峰，谷值稱為強(qiáng)耦合，諧振曲線出現(xiàn)雙峰，谷值 1, ,在在 處，處，x11 + xf1 = 0, Rf1 = R11回路達(dá)到匹配，相回路達(dá)到匹配，相當(dāng)于復(fù)諧振，諧振曲線呈最大值當(dāng)于復(fù)諧振，諧振曲線呈最大值， = 1。12;1,01;12,012為最大值為最大值時時稱為臨介耦合稱為臨介耦合為最大值為最大值時時若若稱為弱耦合稱為弱耦合當(dāng)回路諧振頻率當(dāng)回路諧振頻率 = 0時，時， 0 1 不應(yīng)小于21 12122222max224)1 (2II5. 5. 耦合回路的通頻帶耦合回路的通頻帶 根

47、據(jù)前述單回路通頻帶的定義，根據(jù)前述單回路通頻帶的定義， 當(dāng)當(dāng) ，Q Q1 1 = Q = Q2 2 = Q = Q， 01 = 02 = 時可導(dǎo)出時可導(dǎo)出 若若 = 1時，時， 一般采用一般采用 稍大于稍大于1，這時在通帶內(nèi)放大均勻，而在通，這時在通帶內(nèi)放大均勻，而在通 帶外衰減很大，為較理想的幅頻特性。帶外衰減很大，為較理想的幅頻特性。21max22IIQff.0270122Qff.07022 0 1 不應(yīng)小于21 2.1.5 選擇性濾波器選擇性濾波器一、一、LC集中選擇性濾波器：集中選擇性濾波器：1. 1. LC集中選擇性濾波器可分為低通、高通、帶通和帶阻等集中選擇性濾波器可分為低通、高通

48、、帶通和帶阻等形式。帶通濾波器在某一指定的頻率范圍形式。帶通濾波器在某一指定的頻率范圍f1 f2之中，信號能之中，信號能夠通過，而在此范圍之外，信號不能通過。夠通過，而在此范圍之外，信號不能通過。 vs + Rs C L Co 2C Co 2C Co 2C Co 2C Co C Co L 2 L 2 L 2 L 2 L RL + vo Co LC集中選擇性濾波器由五節(jié)單節(jié)濾波器組成，集中選擇性濾波器由五節(jié)單節(jié)濾波器組成，有六個調(diào)諧回路的帶通濾波器，圖中每個諧振回有六個調(diào)諧回路的帶通濾波器，圖中每個諧振回路都諧振在帶通濾波器的路都諧振在帶通濾波器的f2上，耦合電容上，耦合電容C0的大的大小決定了

49、耦合強(qiáng)弱，因而又決定了濾波器的傳輸小決定了耦合強(qiáng)弱，因而又決定了濾波器的傳輸特性，始端和末端的電容特性，始端和末端的電容C 0、 分別連接信源和分別連接信源和負(fù)載，調(diào)節(jié)它們的大小，可以改變信源內(nèi)阻負(fù)載，調(diào)節(jié)它們的大小，可以改變信源內(nèi)阻R Rs s、負(fù)載負(fù)載RL與濾波器的匹配，匹配好了，可以減少濾與濾波器的匹配，匹配好了，可以減少濾波器的通帶衰減。節(jié)數(shù)多，則帶通曲線陡。波器的通帶衰減。節(jié)數(shù)多，則帶通曲線陡。 0C f f1 f2 阻帶 阻帶 通帶 (a) 理想帶通濾波器特性理想帶通濾波器特性 f f1 f2 (b) 實(shí)際帶通濾波器特性實(shí)際帶通濾波器特性 2. 單節(jié)濾波器阻抗分析：單節(jié)濾波器阻抗分

50、析： 該濾波器的傳通條件為該濾波器的傳通條件為0 0 1，即在通帶內(nèi)要求阻抗，即在通帶內(nèi)要求阻抗z1和和z2異號，并且異號，并且 4z2 z1 。根據(jù)此條件分析圖。根據(jù)此條件分析圖中所示單節(jié)濾中所示單節(jié)濾波器的通帶和阻帶。波器的通帶和阻帶。214zz vs Rs C L C L C0 RL vo + (a) z 4z2 O z1 4z2 f1 f2 f0 (b) 設(shè)設(shè)C0的阻抗為的阻抗為z1，LC的阻抗為的阻抗為4z2 從電抗曲線看出當(dāng)從電抗曲線看出當(dāng)f f f f2 2時時z z1 1、z z2 2同號為容性，因此為阻帶。同號為容性，因此為阻帶。 當(dāng)當(dāng)f f1 1 f f | | | z z

51、1 1 | |，因，因此在該范圍內(nèi)為通帶。此在該范圍內(nèi)為通帶。 當(dāng)當(dāng)f f f f1 1時，雖然時，雖然z z1 1和和z z2 2異號，但異號，但| 4| 4z z2 2 | | | f f 時時 R R為濾波器在為濾波器在f f = = f f0 0時的特性阻抗，是純電阻。時的特性阻抗，是純電阻。 210fff12fffLCf21200/ffCCfLfRRR/220Ls 這種濾波器的傳輸系數(shù)這種濾波器的傳輸系數(shù) 約為約為0.10.3，單節(jié)濾，單節(jié)濾波器的衰減量（波器的衰減量（f0 10kHz處）約為處）約為1015dBCffCLfC0022,)2(1s0vv一般已知一般已知f1、f2或或f

52、0、 f，設(shè)計(jì)時給定，設(shè)計(jì)時給定L的值。的值。則則二、石英晶體濾波器二、石英晶體濾波器 1. 1. 石英晶體的物理特性：石英晶體的物理特性： 石英是礦物質(zhì)硅石的一種（也可人工制造），化學(xué)成分是石英是礦物質(zhì)硅石的一種（也可人工制造），化學(xué)成分是SiOSiO2 2，其形，其形狀為結(jié)晶的六角錐體。圖狀為結(jié)晶的六角錐體。圖(a)(a)表示自然結(jié)晶體，圖表示自然結(jié)晶體，圖(b)(b)表示晶體的橫截面。表示晶體的橫截面。為了便于研究，人們根據(jù)石英晶體的物理特性，在石英晶體內(nèi)畫出三種幾為了便于研究，人們根據(jù)石英晶體的物理特性，在石英晶體內(nèi)畫出三種幾何對稱軸，連接兩個角錐頂點(diǎn)的一根軸何對稱軸，連接兩個角錐頂點(diǎn)

53、的一根軸ZZZZ，稱為光軸，在圖，稱為光軸，在圖(b)(b)中沿對角中沿對角線的三條線的三條XXXX軸，稱為電軸，與電軸相垂直的三條軸，稱為電軸，與電軸相垂直的三條YYYY軸，稱為機(jī)械軸。軸，稱為機(jī)械軸。 Y X1 X Y Z Y Y X X Y Y X X Y Y X X (a) (b) 沿著不同的軸切下，有不同的切型，沿著不同的軸切下，有不同的切型，X切型、切型、Y切型、切型、AT切切型、型、BT、CT等等。等等。 石英晶體具有正、反兩種壓電效應(yīng)。當(dāng)石英晶體沿某一石英晶體具有正、反兩種壓電效應(yīng)。當(dāng)石英晶體沿某一電軸受到交變電場作用時，就能沿機(jī)械軸產(chǎn)生機(jī)械振動，反電軸受到交變電場作用時，就能

54、沿機(jī)械軸產(chǎn)生機(jī)械振動，反過來，當(dāng)機(jī)械軸受力時，就能在電軸方向產(chǎn)生電場。且換能過來，當(dāng)機(jī)械軸受力時，就能在電軸方向產(chǎn)生電場。且換能性能具有諧振特性，在諧振頻率，換能效率最高。性能具有諧振特性，在諧振頻率，換能效率最高。 石英晶體和其他彈性體一樣，石英晶體和其他彈性體一樣，具有慣性和彈性，因而存在著具有慣性和彈性，因而存在著固有振動頻率，當(dāng)晶體片的固固有振動頻率，當(dāng)晶體片的固有頻率與外加電源頻率相等時，有頻率與外加電源頻率相等時，晶體片就產(chǎn)生諧振。晶體片就產(chǎn)生諧振。2. 石英晶體振諧器的等效電路和符號石英晶體振諧器的等效電路和符號 石英片相當(dāng)一個串聯(lián)諧振電路，可用集石英片相當(dāng)一個串聯(lián)諧振電路，可用

55、集中參數(shù)中參數(shù)Lq、Cq、rq來模擬，來模擬，Lq為晶體的質(zhì)為晶體的質(zhì)量（慣性），量（慣性），Cq 為等效彈性模數(shù)，為等效彈性模數(shù)，rg 為為機(jī)械振動中的摩擦損耗。機(jī)械振動中的摩擦損耗。 C0 rq Cq Lq JT b a 右圖表示石英諧振器的基頻等效電路。右圖表示石英諧振器的基頻等效電路。 電容電容C0稱為石英諧振器的靜電容。其稱為石英諧振器的靜電容。其容量主要決定于石英片尺寸和電極面積。容量主要決定于石英片尺寸和電極面積。 一般一般C0在幾在幾PF 幾十幾十PF。式中。式中 石英介石英介電常數(shù)，電常數(shù)，s 極板面積，極板面積，d 石英片厚度石英片厚度dsC00qCCP rqLqCqCoa

56、b 石英晶體的特點(diǎn)是：石英晶體的特點(diǎn)是：等效電感等效電感Lq特別大、等效電容特別大、等效電容Cq特別小，因此，特別小，因此，石英晶體的石英晶體的Q值值 很大，一般為幾萬到很大，一般為幾萬到幾百萬。這是普通幾百萬。這是普通LC電路無法比擬的。電路無法比擬的。 由于由于 ，這意味著等效電路中的接入系數(shù)，這意味著等效電路中的接入系數(shù) 很小，因此外電路影響很小。很小，因此外電路影響很小。 qqqq1CLrQ q0CC3. 3. 石英諧振器的等效電抗（阻抗特性）石英諧振器的等效電抗（阻抗特性） 石英晶體有兩個諧振角頻率。一個是左邊支路的串聯(lián)諧振石英晶體有兩個諧振角頻率。一個是左邊支路的串聯(lián)諧振角頻率角頻

57、率 q，即石英片本身的自然角頻率。另一個為石英諧振器，即石英片本身的自然角頻率。另一個為石英諧振器的并聯(lián)諧振角頻率的并聯(lián)諧振角頻率 p。 串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率 并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率 qqq1CLCLCCCCLqq0q0qp11很很接接近近因因此此由由于于qp0qqp,與CC顯然顯然 接入系數(shù)接入系數(shù)P很小，一般為很小，一般為10-3數(shù)量級，所以數(shù)量級，所以 p與與 q很接近。很接近。 PCC11q0qqp C0 rq Cq Lq JT b a 0qqqqqq00212101111Cj)CL( jr)CL( jrCjzzzzz xo 容性 O 容性 q p 感性 上式忽略上式忽略 r r

58、q q 后可簡化為后可簡化為 當(dāng)當(dāng) = = q q時時z z0 0 = 0 L = 0 Lq q、C Cq q串諧諧振，串諧諧振，當(dāng)當(dāng) = = p p，z z0 0 = = ，回路并諧諧振。，回路并諧諧振。 22p22q000/1/11Cjjxz0qp,jx時時當(dāng)當(dāng) 為容性。為容性。qp當(dāng)當(dāng) 時時, jx, jx0 0 為感性。為感性。222202111/CLpqe并不等于石英晶體片本身的等效電感并不等于石英晶體片本身的等效電感L Lq q。 石英晶體濾波器工作時，石英晶體兩個諧振頻率之石英晶體濾波器工作時，石英晶體兩個諧振頻率之間感性區(qū)的寬度決定了濾波器的通帶寬度。間感性區(qū)的寬度決定了濾波器

59、的通帶寬度。 必須指出，在必須指出，在 q與與 p的角頻率之間，諧振器所呈的角頻率之間，諧振器所呈現(xiàn)的等效電感現(xiàn)的等效電感 為了擴(kuò)大感性區(qū)加寬濾波器的通帶寬度，通?？纱?lián)為了擴(kuò)大感性區(qū)加寬濾波器的通帶寬度，通?？纱?lián)一電感或并聯(lián)一電感來實(shí)現(xiàn)。一電感或并聯(lián)一電感來實(shí)現(xiàn)。 擴(kuò)大石英晶體濾波器感性區(qū)的電路擴(kuò)大石英晶體濾波器感性區(qū)的電路 可以證明串聯(lián)一電感可以證明串聯(lián)一電感L Ls s則減小則減小 q q，并聯(lián)一電感，并聯(lián)一電感Ls則加則加大大 p，兩種方法均擴(kuò)大了石英晶體的感性電抗范圍。，兩種方法均擴(kuò)大了石英晶體的感性電抗范圍。 Ls Ls 4. 石英晶體濾波器石英晶體濾波器 下圖是差接橋式晶體濾波

60、電路。它的濾波原理可通過下圖是差接橋式晶體濾波電路。它的濾波原理可通過電抗曲線定性說明。晶體電抗曲線定性說明。晶體JT1的電抗曲線如圖中實(shí)線，電容的電抗曲線如圖中實(shí)線，電容CN的電抗曲線如圖中虛線所示。根據(jù)前述濾波器的傳通條的電抗曲線如圖中虛線所示。根據(jù)前述濾波器的傳通條件，在件，在 q q與與 p p之間，晶體與之間，晶體與C CN N的電抗性質(zhì)相反，故為通帶的電抗性質(zhì)相反，故為通帶，在，在 1 1與與 2 2頻率點(diǎn)，兩個電抗相等，故濾波器衰減最大。頻率點(diǎn)，兩個電抗相等，故濾波器衰減最大。 JT1 C z1 z2 z3 z4 z5 z5 z3 z5 輸出 CN z4 (a) (b) Lq r