通信電子線路2-1

1、精選課件1精選課件2基本要求基本要求（1 1）充分了解高頻電子線路基本元件及特性。）充分了解高頻電子線路基本元件及特性。（2 2）掌握電阻）掌握電阻( (器器) )、電容、電容( (器器) )和電感和電感( (器器) )的物的物理特性、等效電路和基本計算方法。理特性、等效電路和基本計算方法。（3 3）掌握選頻網(wǎng)絡的類型、特點和應用）掌握選頻網(wǎng)絡的類型、特點和應用通信電子線路通信電子線路第二章第二章 基基 礎礎 知知 識識 電子線路是由無源元件、有源器件和無源電子線路是由無源元件、有源器件和無源網(wǎng)絡組成的。高頻電子線路中無源元件主要是網(wǎng)絡組成的。高頻電子線路中無源元件主要是電阻電阻( (器器)

2、)、電容、電容( (器器) )和電感和電感( (器器) )；有源器件主；有源器件主要有半導體二極管、晶體管、場效應管與集成要有半導體二極管、晶體管、場效應管與集成電路；無源網(wǎng)絡是選頻網(wǎng)絡。電路；無源網(wǎng)絡是選頻網(wǎng)絡。 高頻電子線路中使用的元器件與低頻電路高頻電子線路中使用的元器件與低頻電路中使用的元器件頻率特性是不同的中使用的元器件頻率特性是不同的。 掌握本章基本內容是學習高頻電子線路的掌握本章基本內容是學習高頻電子線路的基礎?；A。一、高頻電子元器件一、高頻電子元器件1 1、高頻無源元件、高頻無源元件 高頻電路中的元件主要是電阻高頻電路中的元件主要是電阻( (器）、器）、電容（器）和電感（器）

3、電容（器）和電感（器）, , 它們都屬于無它們都屬于無源的線性元件。源的線性元件。1)1)電阻器電阻器 高頻電子元器件高頻電子元器件高頻濾波器高頻濾波器電子噪聲電子噪聲第二章第二章 基礎知識基礎知識 一個實際的電阻器，在低頻時主要表現(xiàn)為一個實際的電阻器，在低頻時主要表現(xiàn)為電阻特性，但在高頻使用時不僅表現(xiàn)有電阻特電阻特性，但在高頻使用時不僅表現(xiàn)有電阻特性的一面，而且還表現(xiàn)有電抗特性的一面。性的一面，而且還表現(xiàn)有電抗特性的一面。電電阻器的電抗特性反映的就是高頻特性。阻器的電抗特性反映的就是高頻特性。精選課件3通信電子線路通信電子線路第二章第二章 基礎知識基礎知識 一個電阻一個電阻R的高頻等效電路：

4、的高頻等效電路： 分布電容和引線電感越小，電阻器越分布電容和引線電感越小，電阻器越接近純電阻特性，高頻特性就越好。接近純電阻特性，高頻特性就越好。 金屬膜電阻比碳膜電阻的高頻特性好，金屬膜電阻比碳膜電阻的高頻特性好，碳膜電阻比線繞電阻的高頻特性好，貼片電碳膜電阻比線繞電阻的高頻特性好，貼片電阻比引線電阻的高頻特性好，阻比引線電阻的高頻特性好，其中其中CR為分布電容，為分布電容，LR為引線電感，為引線電感，R為電阻。為電阻。CRRLR精選課件4通信電子線路通信電子線路第二章第二章 基礎知識基礎知識2)2)電容器電容器 一個實際的電容器除表現(xiàn)電容特性外，也具一個實際的電容器除表現(xiàn)電容特性外，也具有

5、損耗電阻和分布電感。在分析一般超短波以下有損耗電阻和分布電感。在分析一般超短波以下頻段的諧振回路時，常常只考慮電容和損耗。頻段的諧振回路時，常常只考慮電容和損耗。電容器的高頻等效電路電容器的高頻等效電路RCCLCRCC精選課件5第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路容抗與頻率的關系：容抗與頻率的關系： 電容器的阻抗特性電容器的阻抗特性 阻抗阻抗頻率頻率 f0精選課件6第二章第二章 緒緒 論論通信電子線路通信電子線路 為了說明電容器損耗的大小，引入電容器的為了說明電容器損耗的大小，引入電容器的品質因數(shù)品質因數(shù)Q Q，它等于等效電阻與容抗之比。，它等于等效電阻與容抗之比。CCCRC

6、RQ1 電容器損耗電阻的大小主要由介質材料決定。電容器損耗電阻的大小主要由介質材料決定。Q Q值可達幾千到幾萬的數(shù)量級，值可達幾千到幾萬的數(shù)量級，Q Q值越高電容器越值越高電容器越接近純電容。接近純電容。精選課件7第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路理想電感器理想電感器L L的感抗為的感抗為jLjL。 實際電感線圈在高頻頻段除表現(xiàn)出電感實際電感線圈在高頻頻段除表現(xiàn)出電感L L的的特性外，還具有一定的損耗電阻和分布電容。特性外，還具有一定的損耗電阻和分布電容。在分析一般長、中、短波頻段電路時，通常忽在分析一般長、中、短波頻段電路時，通常忽略分布電容的影響。略分布電容的影響。因而

7、，電感線圈的等效電因而，電感線圈的等效電路可以表示為電感路可以表示為電感L L和電阻和電阻R RL L串聯(lián)。串聯(lián)。3)3)電感器電感器RLL精選課件8第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 電阻電阻R RL L隨頻率增高而增加，這主要是隨頻率增高而增加，這主要是集膚效應集膚效應的影響。的影響。 集膚效應是指隨著工作頻率的增高，流過導集膚效應是指隨著工作頻率的增高，流過導線的交流電流向導線表面集中這一現(xiàn)象，當頻率線的交流電流向導線表面集中這一現(xiàn)象，當頻率很高時，導線中心部位幾乎完全沒有電流流過，很高時，導線中心部位幾乎完全沒有電流流過，這相當于把導線的橫截面積減小為導線的圓環(huán)面這

8、相當于把導線的橫截面積減小為導線的圓環(huán)面積，導電的有效面積較直流時大為減小，電阻增積，導電的有效面積較直流時大為減小，電阻增大。大。 工作頻率越高，圓環(huán)的面積越小，導線電阻工作頻率越高，圓環(huán)的面積越小，導線電阻就越大。就越大。精選課件9第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 在無線電技術中通常不是直接用等效電在無線電技術中通常不是直接用等效電阻，而是引入線圈的品質因數(shù)阻，而是引入線圈的品質因數(shù)Q Q這一參數(shù)來表這一參數(shù)來表示線圈的損耗性能。示線圈的損耗性能。 品質因數(shù)定義為無功功率與有功功率之品質因數(shù)定義為無功功率與有功功率之比比: :有功功率無功功率Q精選課件10第二章第二章

9、 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 設流過電感線圈的電流為設流過電感線圈的電流為I，則電感，則電感L上的無上的無功功率為功功率為I2L，而線圈的損耗功率，即電阻，而線圈的損耗功率，即電阻RL的消耗功率為的消耗功率為I2RL，可得到電感的品質因數(shù)：，可得到電感的品質因數(shù)：LLRLRILIQ22 Q Q值越高電感越接近純電感，損耗越小，一般值越高電感越接近純電感，損耗越小，一般情況下情況下, , 線圈的線圈的Q Q值通常在幾十到一二百左右。值通常在幾十到一二百左右。精選課件11第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路純電感的高頻特性：純電感的高頻特性： 阻抗阻抗阻抗阻抗頻率頻

10、率 f0精選課件12第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路4)4)傳輸線傳輸線通信電路中的傳輸線是指傳輸電信號的導線。通信電路中的傳輸線是指傳輸電信號的導線。如：平行導線、雙絞線、同軸電纜等。如：平行導線、雙絞線、同軸電纜等。 在直流或低頻使用時，其只呈現(xiàn)電阻特性。在直流或低頻使用時，其只呈現(xiàn)電阻特性。而在高頻使用時，就會呈現(xiàn)電阻、電導、電感而在高頻使用時，就會呈現(xiàn)電阻、電導、電感和電容特性。和電容特性。RLRLgCRLRLgCRLRLCgu2u1精選課件13第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路RLRLgCRLRLgCRLRLCgu2 由于傳輸線的參數(shù)是均勻地

11、沿其長度方向由于傳輸線的參數(shù)是均勻地沿其長度方向分布，因此也稱為分布參數(shù)電路分布，因此也稱為分布參數(shù)電路 。 在一定的工作頻率下，這四個參數(shù)在電路中，在一定的工作頻率下，這四個參數(shù)在電路中，有的作用大，有的作用較小，在電路分析時只需有的作用大，有的作用較小，在電路分析時只需考慮主要作用參數(shù)?？紤]主要作用參數(shù)。u1精選課件14第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路2 2、高頻有源元器件、高頻有源元器件 從原理上看，用于高頻電路的各種有源從原理上看，用于高頻電路的各種有源器件，與用于低頻或其他電子線路的器件沒器件，與用于低頻或其他電子線路的器件沒有根本不同。有根本不同。 只是由于工

12、作在高頻范圍，對器件的某只是由于工作在高頻范圍，對器件的某些性能要求更高。些性能要求更高。 1) 1)二極管二極管 半導體二極管在高頻中主要用于檢波、調制、半導體二極管在高頻中主要用于檢波、調制、解調及混頻等非線性變換電路中，工作在低電平。解調及混頻等非線性變換電路中，工作在低電平。因此主要用因此主要用點接觸式二極管點接觸式二極管和和表面勢壘二極管表面勢壘二極管。兩。兩者都利用多數(shù)載流子導電機理，它們的極間電容小，者都利用多數(shù)載流子導電機理，它們的極間電容小，工作頻率高。工作頻率高。變容二極管：變容二極管： 其電容其電容CjCj隨外加反偏電壓隨外加反偏電壓U U的變化而變化。變的變化而變化。變

13、容管常用于振蕩器中，可以通過改變電壓來改變振容管常用于振蕩器中，可以通過改變電壓來改變振蕩信號的頻率。用于高頻調制和壓控振蕩器。蕩信號的頻率。用于高頻調制和壓控振蕩器。精選課件15第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路PINPIN二極管：二極管： 是一種以是一種以P P型，型，N N型和本征型和本征(I)(I)型三種半導體構型三種半導體構成的，它具有較強的正向電荷儲存能力。它的高成的，它具有較強的正向電荷儲存能力。它的高頻等效電阻受正向直流電流的控制，是一種可調頻等效電阻受正向直流電流的控制，是一種可調電阻。它在高頻及微波電路中可以用做電可控開電阻。它在高頻及微波電路中可以用做

14、電可控開關、限幅器、電調衰減器或電調移相器。關、限幅器、電調衰減器或電調移相器。精選課件16第二章第二章 基礎知識基礎知識 通信電子線路通信電子線路2)2)晶體管與場效應管晶體管與場效應管 在高頻中應用的晶體管仍然是雙極型晶體管在高頻中應用的晶體管仍然是雙極型晶體管和各種場效應管，在外形結構方面有所不同。和各種場效應管，在外形結構方面有所不同。 高頻晶體管有兩大類型高頻晶體管有兩大類型: :一類是作小信號放一類是作小信號放大的大的高頻小功率管高頻小功率管, ,對它們的主要要求是對它們的主要要求是高增益高增益和低噪聲和低噪聲; ;另一類為另一類為高頻功率管高頻功率管, ,其在高頻工作時其在高頻工

15、作時允許有較大管耗允許有較大管耗，且能，且能輸出較大功率輸出較大功率。精選課件17第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 3) 3)集成電路集成電路 用于高頻的集成電路的類型和品種要比用用于高頻的集成電路的類型和品種要比用于低頻的集成電路少得多，主要分為通用型和于低頻的集成電路少得多，主要分為通用型和專用型兩種。專用型兩種。 目前通用型的寬帶集成放大器，工作頻率目前通用型的寬帶集成放大器，工作頻率可達一、二百兆赫茲，增益可達五、六十分可達一、二百兆赫茲，增益可達五、六十分貝，甚至更高。用于高頻的晶體管模擬乘法貝，甚至更高。用于高頻的晶體管模擬乘法器，工作頻率也可達一百兆赫茲以上

16、。器，工作頻率也可達一百兆赫茲以上。 精選課件18第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 諧振回路由電感線圈和電容組成，當外界授諧振回路由電感線圈和電容組成，當外界授予一定能量，電路參數(shù)滿足一定關系時，可以在予一定能量，電路參數(shù)滿足一定關系時，可以在回路中產生電壓和電流的周期振蕩回路中產生電壓和電流的周期振蕩, ,能在電抗原能在電抗原件上產生最大的電壓或流過最大的電流，即具有件上產生最大的電壓或流過最大的電流，即具有諧振特性，故該電路又稱諧振回路。諧振特性，故該電路又稱諧振回路。二、高頻濾波器二、高頻濾波器常用的高頻濾波器：常用的高頻濾波器： LC諧振電路、陶瓷濾波器、石英晶諧

17、振電路、陶瓷濾波器、石英晶體濾波器和聲表面波濾波器。體濾波器和聲表面波濾波器。高頻濾波器高頻濾波器= =選頻網(wǎng)絡選頻網(wǎng)絡= =諧振回路諧振回路精選課件19 1 1、高頻濾波器的指標、高頻濾波器的指標 高頻濾波器的任務是選出有用信號，濾除高頻濾波器的任務是選出有用信號，濾除干擾。其頻率特性：干擾。其頻率特性：第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路f0B0.7B0.1Aff0.7A0.1Af0精選課件201)1)中心頻率中心頻率 中心頻率通常指濾波器的固有諧振頻率，在中心頻率通常指濾波器的固有諧振頻率，在中心頻率點電路的傳輸能力最強中心頻率點電路的傳輸能力最強( (信號最強信號最強

18、) )，電，電壓的傳輸系數(shù)最大。壓的傳輸系數(shù)最大。第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路2)通頻帶通頻帶B0.7 通頻帶通常用通頻帶通常用B0.7 表示，是指濾波器的電壓表示，是指濾波器的電壓傳輸系數(shù)的大小下降到傳輸系數(shù)的大小下降到f0對應的傳輸系數(shù)的對應的傳輸系數(shù)的0.707倍時所對應的頻率范圍。倍時所對應的頻率范圍。不同的信號帶寬不同，對濾波器通頻帶要求也不同。不同的信號帶寬不同，對濾波器通頻帶要求也不同。精選課件21第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路3)3)帶內波動帶內波動Af0.707A 理想濾波器通頻帶內理想濾波器通頻帶內傳輸特性是常數(shù)。傳輸特性是

19、常數(shù)。 實際濾波器通頻帶內實際濾波器通頻帶內的傳輸特性是變化的。的傳輸特性是變化的。 在實際應用中應盡量減小因此而引起的失真。在實際應用中應盡量減小因此而引起的失真。精選課件22第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路4)4)選擇性與矩形系數(shù)選擇性與矩形系數(shù) 選擇性是指濾波器選出有用信號、濾除選擇性是指濾波器選出有用信號、濾除干擾的能力。干擾的能力。 理想濾波器的幅頻特性應為矩形。理想濾波器的幅頻特性應為矩形。 通常用通常用K0.1來描述濾波器幅頻特性與理來描述濾波器幅頻特性與理想幅頻特性的相似程度。被稱為矩形系數(shù)。想幅頻特性的相似程度。被稱為矩形系數(shù)。7 . 01 . 01 .

20、 0BBK濾波器的矩形系數(shù)越接近濾波器的矩形系數(shù)越接近1 1，其選擇性越好。，其選擇性越好。精選課件23第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路5)5)插入損耗插入損耗定義：插入濾波器前后負載功率之比。定義：插入濾波器前后負載功率之比。插入損耗越小越好。插入損耗越小越好。6)6)輸入輸出電阻輸入輸出電阻要求其滿足輸入、輸出端均匹配的條件。要求其滿足輸入、輸出端均匹配的條件。7)7)相頻特性相頻特性理想濾波器的相頻特性應為線性。理想濾波器的相頻特性應為線性。精選課件24第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路2 2、LCLC諧振電路諧振電路 LC LC諧振電路由電感線

21、圈和電容組成，當外界授諧振電路由電感線圈和電容組成，當外界授予一定能量，電路參數(shù)滿足一定關系時，可以在回予一定能量，電路參數(shù)滿足一定關系時，可以在回路中產生電壓和電流的周期振蕩回路。并能在電抗路中產生電壓和電流的周期振蕩回路。并能在電抗原件上產生最大的電壓或流過最大的電流，即具有原件上產生最大的電壓或流過最大的電流，即具有諧振特性，故該電路又稱諧振回路。諧振特性，故該電路又稱諧振回路。諧振回路按電路的形式分為：諧振回路按電路的形式分為：1.1.串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路2.2.并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路3.3.耦合諧振回路耦合諧振回路精選課件25第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線

22、路1)1)串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路R0LC 振蕩回路的諧振特性可振蕩回路的諧振特性可以從它們的阻抗頻率特性看以從它們的阻抗頻率特性看出來。當信號角頻率為出來。當信號角頻率為時，時，其串聯(lián)阻抗用其串聯(lián)阻抗用ZsZs表示。表示。)1(100CLjRCjLjRsZ串聯(lián)諧振回路的阻抗串聯(lián)諧振回路的阻抗 精選課件26第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路R0|Zs|00/ 2/ 200R0LC精選課件27第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 當當R0； 當當0時，回路呈感性，時，回路呈感性，|Zs|R0； 當當=0時，感抗與容抗相等，為純電阻時，感抗與容抗相等，為純電阻

23、R0，此，此時發(fā)生了串聯(lián)諧振時發(fā)生了串聯(lián)諧振，串聯(lián)諧振角頻率用串聯(lián)諧振角頻率用0表示。表示。LC10X00容性容性感性感性CLL 0叫作串聯(lián)諧振回路的特征阻抗。叫作串聯(lián)諧振回路的特征阻抗。 串聯(lián)諧振回路的諧振頻率串聯(lián)諧振回路的諧振頻率 精選課件28第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 若在串聯(lián)振蕩回路兩端加一頻率變化的恒壓若在串聯(lián)振蕩回路兩端加一頻率變化的恒壓信號，流過回路的電流為：信號，流過回路的電流為： 發(fā)生串聯(lián)諧振時阻抗最小，流過回路的電流最發(fā)生串聯(lián)諧振時阻抗最小，流過回路的電流最大，稱為諧振電流。其值為大，稱為諧振電流。其值為: :rUI0串聯(lián)諧振回路的諧振電流串聯(lián)諧

24、振回路的諧振電流 I=Us / Zs.精選課件29第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路串聯(lián)諧振時元件上的電壓串聯(lián)諧振時元件上的電壓 串聯(lián)諧振回路諧振時串聯(lián)諧振回路諧振時,電阻上的電壓電阻上的電壓 UrUs 串聯(lián)諧振回路諧振時串聯(lián)諧振回路諧振時, ,電感上的電壓電感上的電壓 U UL LjLIjLI0 0j js s 串聯(lián)諧振回路諧振時串聯(lián)諧振回路諧振時, ,電容上的電壓電容上的電壓 U1/(jC)I1/(jC)I0 0j js s 串聯(lián)諧振回路的品質因數(shù)：串聯(lián)諧振回路的品質因數(shù)：CrrLQ001精選課件30第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路Q2Q1Q1Q2

25、0I/I0 回路的回路的品質因數(shù)越高品質因數(shù)越高，諧振曲線，諧振曲線越尖銳越尖銳，回路，回路選擇性選擇性越好。越好。 諧振曲線諧振曲線()精選課件31第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 保持外加信號的幅值不變而改變其頻率時保持外加信號的幅值不變而改變其頻率時, ,當回路電流值下降為諧振值的當回路電流值下降為諧振值的 時對應的頻率時對應的頻率范圍稱為回路的通頻帶范圍稱為回路的通頻帶, , 也稱回路帶寬也稱回路帶寬, , 通常用通常用B0.7來表示。來表示。通頻帶為：通頻帶為： 串聯(lián)諧振回路由于諧振阻抗較小，適用于串聯(lián)諧振回路由于諧振阻抗較小，適用于電源內阻為低內阻（如恒壓源）

26、的情況或低電源內阻為低內阻（如恒壓源）的情況或低阻抗。在通信設備中常用作陷波器。阻抗。在通信設備中常用作陷波器。串聯(lián)諧振回路的通頻帶串聯(lián)諧振回路的通頻帶21B0.7 = f0 / Q第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路精選課件32第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路2)2)并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路阻抗并聯(lián)諧振回路阻抗 CLRIsRsCjLjRCjLjRZp1)(并聯(lián)諧振回路諧振頻率并聯(lián)諧振回路諧振頻率 LC10 因此因此回路回路諧振時，回路的感抗和容抗近似相等。諧振時，回路的感抗和容抗近似相等。精選課件33第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線

27、路通信電子線路回路的空載品質因數(shù)回路的空載品質因數(shù) C002020QLQCRLRLRR回路諧振阻抗回路諧振阻抗RLCRQ001回路的頻率特性回路的頻率特性LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.回路回路Q Q值越高，曲值越高，曲線越尖銳。所以回線越尖銳。所以回路路Q Q值越高，選擇值越高，選擇性越好。性越好。精選課件34第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路并聯(lián)諧振回路的諧振電壓并聯(lián)諧振回路的諧振電壓 若在并聯(lián)振蕩回路兩端加一頻率變若在并聯(lián)振蕩回路兩端加一頻率變化化的

28、恒流源信號的恒流源信號, ,則發(fā)生并聯(lián)諧振時因回路則發(fā)生并聯(lián)諧振時因回路阻抗最大阻抗最大, , 因此并聯(lián)諧振回路的諧振時電因此并聯(lián)諧振回路的諧振時電壓最大壓最大, ,稱為諧振電壓稱為諧振電壓, ,其值為其值為: :U0=IR0. .并聯(lián)諧振回路的通頻帶并聯(lián)諧振回路的通頻帶 保持外加電流源信號的幅值不變而改變其頻保持外加電流源信號的幅值不變而改變其頻率率, ,當路端電壓值下降為諧振時路端電壓的當路端電壓值下降為諧振時路端電壓的 時，對應的頻率范圍。時，對應的頻率范圍。21B0.7 = f0 / Q精選課件35第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路3 3、石英晶體濾波器、石英晶體濾

29、波器1)1)石英晶體的物理特性石英晶體的物理特性 石英是礦物質硅石的一種（也可人工制造），石英是礦物質硅石的一種（也可人工制造），化學成分是化學成分是S Si iO O2 2，其形狀為結晶的六角錐體。，其形狀為結晶的六角錐體。 為了便于研究，人們根據(jù)石英晶體的物理特為了便于研究，人們根據(jù)石英晶體的物理特性，在石英晶體內畫出三種幾何對稱軸，連接兩個性，在石英晶體內畫出三種幾何對稱軸，連接兩個角錐頂點的一根軸角錐頂點的一根軸ZZZZ，稱為光軸，沿對角線的三條，稱為光軸，沿對角線的三條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，稱為軸，稱為機械軸。機械軸。 Y

30、XZ 石英晶體和其他彈性體一樣，具有慣性和彈石英晶體和其他彈性體一樣，具有慣性和彈性，因而存在著固有振動頻率，當晶體片的固有頻性，因而存在著固有振動頻率，當晶體片的固有頻率與外加電源頻率相等時，晶體片就產生諧振。率與外加電源頻率相等時，晶體片就產生諧振。ZXYXXXXXXYYYYYY 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 X切型、切型、Y Y切型、切型、ATAT切型、切型、BTBT、CTCT等等。不同的切型等等。不同的切型其固有的振蕩頻率也不相同。其固有的振蕩頻率也不相同。 最大特點：最大特點：Q Q值高頻率穩(wěn)定性極好。值高頻率穩(wěn)定性極好。精選課件36第二章第二章

31、 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路2)2)石英晶體的電特性石英晶體的電特性 當石英晶體沿某一電軸受到交變電場作用時，當石英晶體沿某一電軸受到交變電場作用時，就能沿機械軸產生機械振動，反過來，當機械軸受就能沿機械軸產生機械振動，反過來，當機械軸受力時，就能在電軸方向產生電場。我們稱其為力時，就能在電軸方向產生電場。我們稱其為石英石英晶體的壓電效應。晶體的壓電效應。且換能性能具有諧振特性，在諧且換能性能具有諧振特性，在諧振頻率，換能效率最高。振頻率，換能效率最高。 3)3)石英晶體諧振器的結構石英晶體諧振器的結構精選課件37第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路4)4)石英

32、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 石英晶體相當一個串并聯(lián)諧石英晶體相當一個串并聯(lián)諧振電路，可用集中參數(shù)振電路，可用集中參數(shù)C C0 0、LqLq、CqCq、RqRq來模擬。來模擬。 LqCqRqC0JT C C0 0是晶體作為介質的靜態(tài)電容。是晶體作為介質的靜態(tài)電容。其數(shù)值較大一般為（幾幾十其數(shù)值較大一般為（幾幾十)pF)pF。 L Lq q是晶體彈性體質量。其數(shù)值較大一般為（幾是晶體彈性體質量。其數(shù)值較大一般為（幾十十mHmH幾十幾十H)H)。 C Cq q是晶體彈性模數(shù)。數(shù)值較小為是晶體彈性模數(shù)。數(shù)值較小為（0.010.1)pF。 Rq Rq是機械摩擦和空氣阻尼引起

33、的損耗，值很是機械摩擦和空氣阻尼引起的損耗，值很小，為（幾幾十小，為（幾幾十）。）。 精選課件38第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 由于由于C C0 0CqCq，這意味著等效電路中的接，這意味著等效電路中的接5)5)石英晶體的特點石英晶體的特點 等效電感等效電感LqLq很大、等效電容很大、等效電容CqCq和和RqRq很很小小，CqLqRqQ/1q因此，石英晶體的因此，石英晶體的 值很值很大，一般為幾萬到幾百萬。大，一般為幾萬到幾百萬。入系數(shù)很小入系數(shù)很小p=Cp=Cq q/C/C0 0, ,因此外電路影響很小。因此外電路影響很小。石英晶體的通頻帶窄選擇性好石英晶體的通頻帶

34、窄選擇性好精選課件39第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路1.3.1 石英晶體有兩個諧振頻率。一個是石英晶體有兩個諧振頻率。一個是右邊支路的串聯(lián)諧振頻率右邊支路的串聯(lián)諧振頻率fs s。另一個為石。另一個為石英諧振器的并聯(lián)諧振頻率英諧振器的并聯(lián)諧振頻率fp p。 6)6)石英諧振器的阻抗特性石英諧振器的阻抗特性LqCqRqC0并聯(lián)諧振頻率：并聯(lián)諧振頻率：串聯(lián)諧振頻率：串聯(lián)諧振頻率：qqs21CLf0qq0q0qp12121CCfCLCCCCLfqS并精選課件40第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路 顯然顯然fp p fs s，由于，由于CqCCqC0 0，因此

35、，因此，fp p與與fs s很接很接近。近。 X容性容性 O容性容性fs s fp p感感性性 f 當當f= =fs s時，時，LqLq、CqCq串聯(lián)串聯(lián)諧振，當諧振，當f= =fp p，回路并聯(lián)諧，回路并聯(lián)諧振。如果忽略振。如果忽略RqRq?？僧嫵??？僧嫵銎渲C振曲線。其諧振曲線。 當當f fp p時，回路時，回路阻抗為容性。阻抗為容性。 當當fs s f fp p時，回路時，回路為感性。為感性。電抗曲線電抗曲線精選課件41第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路7)7)晶體振蕩回路晶體振蕩回路 晶體作為振蕩回路中的振蕩元件晶體作為振蕩回路中的振蕩元件時，通常是與電容組成并聯(lián)諧振

36、回路。時，通常是與電容組成并聯(lián)諧振回路。此時，晶體必須呈現(xiàn)感抗，所此時，晶體必須呈現(xiàn)感抗，所以，其工作頻率必在以，其工作頻率必在 fs 到到 fp 之間。之間。這使得這使得fp更接近更接近fs。CL 晶體振蕩回路的振蕩頻率主要取決于石英晶體振蕩回路的振蕩頻率主要取決于石英晶體本身，因此通過選擇合適的石英晶體，就晶體本身，因此通過選擇合適的石英晶體，就可以得到中心頻率不同、帶寬不同的濾波器?？梢缘玫街行念l率不同、帶寬不同的濾波器。精選課件42第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路4 4、陶瓷濾波器、陶瓷濾波器 某些陶瓷材料制成片狀某些陶瓷材料制成片狀, ,兩面涂銀作為電極兩面涂銀

37、作為電極, , 經(jīng)直流高壓的靜電極化后，可具有壓電效應的特經(jīng)直流高壓的靜電極化后，可具有壓電效應的特性。利用陶瓷這種特性制成的濾波器就稱為陶瓷性。利用陶瓷這種特性制成的濾波器就稱為陶瓷濾波器。濾波器。1)等效電路等效電路 陶瓷濾波器與石英晶體濾波陶瓷濾波器與石英晶體濾波器有類似的電抗特性，所以，也器有類似的電抗特性，所以，也可以用可以用LC串并聯(lián)電路來等效。串并聯(lián)電路來等效。LqCqRqC0精選課件43第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路2)2)陶瓷濾波器的特點陶瓷濾波器的特點 陶瓷濾波器容易焙燒，可制成各種形陶瓷濾波器容易焙燒，可制成各種形狀，易于小型化，耐熱、耐濕性能好；

38、狀，易于小型化，耐熱、耐濕性能好； 品質因數(shù)品質因數(shù)Q Q較大較大( (幾百幾百) )，比普通的，比普通的LCLC濾濾波器高，比晶體濾波器低；波器高，比晶體濾波器低； 串并聯(lián)諧振頻率間隔大，通頻帶比石串并聯(lián)諧振頻率間隔大，通頻帶比石英晶體寬，選擇性比石英晶體差；英晶體寬，選擇性比石英晶體差； 陶瓷濾波器陶瓷濾波器諧振子數(shù)目愈多，濾波器諧振子數(shù)目愈多，濾波器的性能愈好。的性能愈好。精選課件44第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路3)3)分類分類按照結構可分為二端和三端陶瓷濾波器。按照結構可分為二端和三端陶瓷濾波器。4)4)多個諧振子的濾波器的頻率選擇多個諧振子的濾波器的頻率選擇精選課件45第二章第二章 基礎知識基礎知識通信電子線路通信電子線路5 5、聲表面波濾波器聲表面波濾波器 聲表面波是指聲波在彈性體表面的傳播，聲表面波是指聲波在彈性體表面的傳播，聲表面濾波器是采用石英晶體、壓電陶瓷等壓聲表面濾波器是采用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料，利用其壓電效應和聲表面波傳播的特電材料，利用其壓電效應和聲表面波傳播的特性制成的專用濾波器件。性制成的專用濾波器件。1)1)結構及原理結構及原理 聲表面波濾器是在經(jīng)過研磨拋光的極薄的壓電聲表面波濾器是在經(jīng)過研磨拋光的極薄的壓電材料基片上，用蒸發(fā)、光刻、腐蝕等工藝制成兩組材料基片上，用蒸發(fā)、光刻、腐蝕等工藝制成