第2章選頻網(wǎng)絡(luò)

1、高頻電子線路高頻電子線路 2.1 2.1 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 2.2 2.2 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 2.3 2.3 串、并聯(lián)阻抗的等效互換與回路抽頭時(shí)的阻抗變換串、并聯(lián)阻抗的等效互換與回路抽頭時(shí)的阻抗變換 2.4 2.4 耦合回路耦合回路 2.5 2.5 濾波器的其他形式濾波器的其他形式高頻電子線路高頻電子線路學(xué)習(xí)目的掌握串聯(lián)與并聯(lián)諧振回路的主要特性：掌握串聯(lián)與并聯(lián)諧振回路的主要特性： 諧振條件與諧振曲線，通頻帶，諧振條件與諧振曲線，通頻帶，QQ值的意義；信值的意義；信號(hào)源內(nèi)阻與負(fù)載阻抗對(duì)諧振回路的影響。號(hào)源內(nèi)阻與負(fù)載阻抗對(duì)諧振回路的影響。掌握兩種諧振回路的阻抗互換與抽頭的阻抗變換。

2、掌握兩種諧振回路的阻抗互換與抽頭的阻抗變換。熟悉互感耦合回路的主要性能：反射阻抗的物理意熟悉互感耦合回路的主要性能：反射阻抗的物理意義，欠耦合、過(guò)耦合與臨界耦合，諧振曲線。義，欠耦合、過(guò)耦合與臨界耦合，諧振曲線。了解其他形式的濾波器，主要是石英晶體濾波器的了解其他形式的濾波器，主要是石英晶體濾波器的特性。特性。難點(diǎn)：耦合振蕩回路頻率特性難點(diǎn)：耦合振蕩回路頻率特性高頻電子線路高頻電子線路高頻電子線路中常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有：高頻電子線路中常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有：?jiǎn)握袷幓芈穯握袷幓芈否詈险袷幓芈否詈险袷幓芈愤x頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩電路（由振蕩電路（由L L、C C組成）組成）各種濾波器各種濾波器LCLC集中濾波器

3、集中濾波器石英晶體濾波器石英晶體濾波器陶瓷濾波器陶瓷濾波器聲表面波濾波器聲表面波濾波器 所謂選頻（濾波）所謂選頻（濾波）, , 就是選出需要的頻率分量和濾除不需要就是選出需要的頻率分量和濾除不需要的頻率分量。的頻率分量。高頻電子線路高頻電子線路2.1.12.1.12.1.22.1.22.1.32.1.32.1.42.1.4基本原理基本原理串聯(lián)振蕩串聯(lián)振蕩回路的諧振回路的諧振曲線和通頻曲線和通頻帶帶串聯(lián)振蕩串聯(lián)振蕩回路的相位回路的相位特性曲線特性曲線能量關(guān)系及能量關(guān)系及電源內(nèi)阻與電源內(nèi)阻與負(fù)載電阻負(fù)載電阻 的影響的影響高頻電子線路高頻電子線路由電感線圈由電感線圈和電容器組和電容器組成的單個(gè)振成的

4、單個(gè)振蕩電路，稱蕩電路，稱為單振蕩回為單振蕩回路。路。定義定義串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路高頻電子線路高頻電子線路損耗電阻損耗電阻電感等效電路電感等效電路串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路通常，相對(duì)于電感線圈的損耗，通常，相對(duì)于電感線圈的損耗，電容的損耗很小，可以忽略不計(jì)電容的損耗很小，可以忽略不計(jì)高頻電子線路高頻電子線路諧振現(xiàn)象諧振現(xiàn)象阻抗阻抗值值jZRX22ZRX1j()RLC1 1高頻電子線路高頻電子線路 O電抗電抗容性容性感性感性LX=L1C01CXRZ0諧振頻率諧振頻率串聯(lián)諧振回路的諧振特性：其阻抗在某一特定頻率串聯(lián)諧振回路的諧振特性：其阻抗在某一特定頻率上具有最小值（諧振

5、狀態(tài)），而偏離此頻率時(shí)將迅上具有最小值（諧振狀態(tài)），而偏離此頻率時(shí)將迅速增大。速增大。諧振特性諧振特性高頻電子線路高頻電子線路 O電抗電抗容性容性感性感性LX=L1C01CXRZ0諧振頻率諧振頻率jZRX諧振條件諧振條件0010XLC01LC或或012fLC高頻電子線路高頻電子線路2 2諧振特性諧振特性 Z R 0 諧振頻率諧振頻率選頻特性曲線選頻特性曲線ZVS 諧振時(shí)，回路阻抗值最小，即諧振時(shí)，回路阻抗值最小，即Z Z= =R R；當(dāng)信號(hào)源為；當(dāng)信號(hào)源為電壓源時(shí)，回路電流最大，電壓源時(shí)，回路電流最大， ，具有帶通選頻特性。，具有帶通選頻特性。1 10SVIR1 1高頻電子線路高頻電子線路 O

6、電抗電抗容性容性感性感性Lx=L1C01CX阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：2 21) 1) 0 0時(shí)，時(shí)，X X 0 0 0時(shí)，時(shí)，X X 00呈感性。呈感性。諧振時(shí)，電感、電容消失了！諧振時(shí)，電感、電容消失了！jZRX阻抗阻抗1j()RLC高頻電子線路高頻電子線路實(shí)際上，諧振時(shí)：實(shí)際上，諧振時(shí)：00jjssVLLVRR000jLVIL0011jjssVVRCCR0001jCVIC又因?yàn)橛忠驗(yàn)椋?01LC所以所以00 LCVV 高頻電子線路高頻電子線路 為了表征諧振時(shí)電感為了表征諧振時(shí)電感L L和電容和電容C C兩端電兩端電壓值的大小，引用電感線圈的品質(zhì)因數(shù)壓值的大小，引

7、用電感線圈的品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)LQR線圈的線圈的Q Q值常在幾十到一、二百左右。值常在幾十到一、二百左右。高頻電子線路高頻電子線路考慮到，諧振時(shí)考慮到，諧振時(shí)CL001CRRLQ001jsQVssVRLLRV0jjLIVL000jjsQV ssVCRCjRV001j1CIVC000j1 串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容兩端的電壓模值兩端的電壓模值 大小相等，大小相等，且等于外加電壓的且等于外加電壓的QQ倍；倍；由于由于QQ值較高，必須預(yù)先值較高，必須預(yù)先注意回路元件的耐壓?jiǎn)栴}。注意回路元件的耐壓?jiǎn)栴}。高頻電子線路高頻電子線路1 諧振時(shí)，回路諧振時(shí)，回路阻抗值最小，阻抗值最小，

8、即即Z Z= =R R；當(dāng)信；當(dāng)信號(hào)源為電壓源號(hào)源為電壓源時(shí)，回路電流時(shí)，回路電流最大，具有帶最大，具有帶通選頻特性通選頻特性3串聯(lián)諧振時(shí)，電感串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容兩端的電壓和電容兩端的電壓模值大小相等，且模值大小相等，且等于外加電壓的等于外加電壓的QQ倍。倍。2阻抗性質(zhì)隨頻率阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：變化的規(guī)律：總結(jié)總結(jié)1) 0時(shí)，時(shí)，呈感性。呈感性。高頻電子線路高頻電子線路注意：線圈注意：線圈QQ與回路與回路QQ的區(qū)別的區(qū)別001LQRCR回路的品質(zhì)因數(shù)回路的品質(zhì)因數(shù)線圈的品質(zhì)因數(shù)線圈的品質(zhì)因數(shù)LQR01LC1LRCR( (回路的特性阻抗回路的特性阻抗) )二者的區(qū)別：回路二者的區(qū)別：回

9、路QQ限定于諧振時(shí)，線圈限定于諧振時(shí)，線圈Q Q無(wú)此限制。無(wú)此限制。二者的相同點(diǎn)：都表示回路或線圈中的損耗。二者的相同點(diǎn)：都表示回路或線圈中的損耗。oo1LLCC高頻電子線路高頻電子線路因此，表示諧振曲線的函數(shù)為因此，表示諧振曲線的函數(shù)為回路中電流幅值與外加回路中電流幅值與外加電壓頻率之間的關(guān)系曲電壓頻率之間的關(guān)系曲線稱為諧振曲線。線稱為諧振曲線。0.( )( )()INIss1j()VRLCVR1j()RRLCj()001( ) 1j () NeQ 0001 1j () LR高頻電子線路高頻電子線路0.( )( )()INI1j()RRLCj( )001( ) 1j () NeQ 諧振曲線包

10、括幅頻諧振曲線包括幅頻特性曲線和相頻特性曲特性曲線和相頻特性曲線，分別用線，分別用N N( ( ) )和和 ( ( ) )兩函數(shù)表示。僅對(duì)選頻兩函數(shù)表示。僅對(duì)選頻特性而言，通常只關(guān)心特性而言，通常只關(guān)心幅頻特性幅頻特性N N( ( ) )。 針對(duì)幅頻特性，又分針對(duì)幅頻特性，又分為兩個(gè)方面：頻率選擇為兩個(gè)方面：頻率選擇性和通頻帶。性和通頻帶。高頻電子線路高頻電子線路22000( )1( )() 1() INIQ見右圖，頻率見右圖，頻率 偏離偏離 0 0越遠(yuǎn)，越遠(yuǎn)，N N( ( ) )下降得越多。下降得越多。0.( )( )()INIj( )001( ) 1j () NeQ 因此，可以用因此，可以

11、用 0 0 表示頻表示頻率偏離諧振的程度，稱為率偏離諧振的程度，稱為失諧量失諧量 。1. 1. 頻率選擇性頻率選擇性高頻電子線路高頻電子線路 對(duì)于同樣的頻率對(duì)于同樣的頻率 和和 0 0，回路的，回路的QQ值愈大，值愈大， N N( ( ) )下下降的越多?；芈返慕档脑蕉??；芈返腝Q值愈高，諧振曲線愈尖銳，對(duì)外加值愈高，諧振曲線愈尖銳，對(duì)外加電壓的選頻作用愈顯著，回路的選擇性就愈好。電壓的選頻作用愈顯著，回路的選擇性就愈好。 22000( )1( )() 1() INIQ高頻電子線路高頻電子線路所以，定義所以，定義廣義失諧量廣義失諧量000001()LLXCQRRR失諧電抗 因此，要衡量電路偏離

12、諧振的程度，必須包含因此，要衡量電路偏離諧振的程度，必須包含Q Q和失諧量的綜合效果。和失諧量的綜合效果。00000()()Q 當(dāng)當(dāng) 0 0，即失諧不大時(shí)：即失諧不大時(shí)：0022 fQQf高頻電子線路高頻電子線路廣義失諧量廣義失諧量00Q22200( )11( )(0) 11() INIQ幅頻特性函數(shù)幅頻特性函數(shù)N N( ( ) )和曲線分別為和曲線分別為高頻電子線路高頻電子線路2. 2. 通頻帶通頻帶0.7212fff或0.72122200( )11( )(0) 21() INIQ高頻電子線路高頻電子線路2( )11( )(0)21INI下面，求解帶寬下面，求解帶寬1 02Q0072Q00

13、7 2.ffQ或0高頻電子線路高頻電子線路 Q 2 Q1 Q 2 回路回路Q值越高，選擇性越好，但通頻帶越窄，二者矛盾。值越高，選擇性越好，但通頻帶越窄，二者矛盾。0072Q00 7 2.ffQ或高頻電子線路高頻電子線路 由于人耳聽覺對(duì)于相位特性引起的信號(hào)失真不敏感，所由于人耳聽覺對(duì)于相位特性引起的信號(hào)失真不敏感，所以早期的無(wú)線電通信在傳遞聲音信號(hào)時(shí)，對(duì)于相頻特性并不以早期的無(wú)線電通信在傳遞聲音信號(hào)時(shí)，對(duì)于相頻特性并不重視。重視。 但是，近代無(wú)線電技術(shù)中，普遍遇到數(shù)字信號(hào)與圖像信但是，近代無(wú)線電技術(shù)中，普遍遇到數(shù)字信號(hào)與圖像信號(hào)的傳輸問(wèn)題，在這種情況下，相位特性失真要嚴(yán)重影響通號(hào)的傳輸問(wèn)題，在

14、這種情況下，相位特性失真要嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。信質(zhì)量。)(j000)() ( j11)()()(.eNQIIN arctanarctan00Q高頻電子線路高頻電子線路 arctanarctan00Q高頻電子線路高頻電子線路 由右圖可見，由右圖可見，QQ值愈大，相值愈大，相頻特性曲線在諧振頻率頻特性曲線在諧振頻率 0 0附近的附近的變化愈陡峭。但是，線性度變差，變化愈陡峭。但是，線性度變差，或者說(shuō)，線性范圍變窄?；蛘哒f(shuō)，線性范圍變窄。00arctanQ高頻電子線路高頻電子線路串聯(lián)單振蕩回路由電感線圈（包括其損耗電阻）串聯(lián)單振蕩回路由電感線圈（包括其損耗電阻）和電容器構(gòu)成，電抗元件電感和電容不消耗外

15、加電動(dòng)和電容器構(gòu)成，電抗元件電感和電容不消耗外加電動(dòng)勢(shì)的能量，消耗能量的只有損耗電阻。勢(shì)的能量，消耗能量的只有損耗電阻。1. 1. 高頻電子線路高頻電子線路 考慮信號(hào)源內(nèi)阻考慮信號(hào)源內(nèi)阻R RS S和負(fù)載電阻和負(fù)載電阻R RL L后，由于回路總的損耗增大，回路后，由于回路總的損耗增大，回路QQ值值將下降，稱其為等效品質(zhì)因數(shù)將下降，稱其為等效品質(zhì)因數(shù)QQL L。 為了區(qū)別起見，把沒有考慮信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)回路為了區(qū)別起見，把沒有考慮信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)回路本身的本身的Q Q值叫做無(wú)載值叫做無(wú)載QQ值值( (或空載或空載QQ值值) )，用，用QQ0 0表示；而把考慮信表示；而把考慮信號(hào)源內(nèi)阻

16、和負(fù)載電阻時(shí)的號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)的QQ值叫做有載值叫做有載QQ值，用值，用QQL L表示。表示。 由于由于Q QL L值低于值低于QQ0 0，因此考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載電阻后，因此考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載電阻后，串聯(lián)諧振回路的選擇性變壞，通頻帶加寬。串聯(lián)諧振回路的選擇性變壞，通頻帶加寬。2. 2. Rs + C Vs RL L R LS0RRRLQLRRRRQLS01高頻電子線路高頻電子線路 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，若輸出電流超前信號(hào)源電電流超前信號(hào)源電 壓相位壓相位45，現(xiàn)要在回路中的再串聯(lián)一個(gè)元，現(xiàn)要在回路中的再串聯(lián)

17、一個(gè)元件，使回路處于諧振狀態(tài)，應(yīng)該加入何種元件，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，并定性分析元件參數(shù)的求法。件參數(shù)的求法。 C R L VS 高頻電子線路高頻電子線路 解：可知解：可知 0，回路呈現(xiàn)容性，根據(jù)題設(shè)，為使，回路呈現(xiàn)容性，根據(jù)題設(shè)，為使回路達(dá)到諧振狀態(tài)，只須回路中增加一個(gè)電感元件即回路達(dá)到諧振狀態(tài)，只須回路中增加一個(gè)電感元件即可?？伞?根據(jù)諧振條件，假設(shè)加入的電感為根據(jù)諧振條件，假設(shè)加入的電感為L(zhǎng)，則有，則有， 001()LLC高頻電子線路高頻電子線路 2.2-1 2.2-1 概述概述 2.2-22.2-2 諧振條件諧振條件 2.2-3 2.2-3 諧振特性諧

18、振特性 2.2-4 2.2-4 諧振曲線、相頻特性曲線和通頻帶諧振曲線、相頻特性曲線和通頻帶 2.2-5 2.2-5 信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)并聯(lián)諧振信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)并聯(lián)諧振 回路的影響回路的影響 高頻電子線路高頻電子線路 通常，串聯(lián)諧振回路的帶通特性要求信號(hào)源內(nèi)阻越低越好。通常，串聯(lián)諧振回路的帶通特性要求信號(hào)源內(nèi)阻越低越好。 Z R 0 諧振頻率諧振頻率選頻特性曲線選頻特性曲線ZVS高頻電子線路高頻電子線路 但是在高頻電子線路中，信號(hào)源多為工作于放大區(qū)的有但是在高頻電子線路中，信號(hào)源多為工作于放大區(qū)的有源器件（晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管），基本上可看做恒流源。源器件（晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管），基本上可看

19、做恒流源。 這種情況下，宜采用并聯(lián)諧振回路。這種情況下，宜采用并聯(lián)諧振回路。 Is C L R 高頻電子線路高頻電子線路 同樣，要研究并聯(lián)振蕩回路的選頻特性，可以考同樣，要研究并聯(lián)振蕩回路的選頻特性，可以考察其阻抗隨頻率變化的規(guī)律。察其阻抗隨頻率變化的規(guī)律。 Is C L R 損耗電阻損耗電阻高頻電子線路高頻電子線路回路的總阻抗回路的總阻抗CLRCLRZj1jj1jCLRCL1jLCLCR1j1通常，損耗電阻通常，損耗電阻R R在工作頻段內(nèi)滿足：在工作頻段內(nèi)滿足：或或 高高QQLR 采用導(dǎo)納分析并聯(lián)振蕩回路及其等效電路比較方便，為此采用導(dǎo)納分析并聯(lián)振蕩回路及其等效電路比較方便，為此引入并聯(lián)振蕩

20、回路的導(dǎo)納。引入并聯(lián)振蕩回路的導(dǎo)納。 Is C L R 高頻電子線路高頻電子線路回路總導(dǎo)納回路總導(dǎo)納式中電導(dǎo)式中電導(dǎo)G G和電納和電納B B分別為分別為CRGL Is C L 1/G LCRG LCB1LCLCRBGY1jjQ高 Is C L R 諧振特性：諧振特性：其導(dǎo)納在某一特定頻率其導(dǎo)納在某一特定頻率上具有最小值（諧振狀態(tài)），而偏上具有最小值（諧振狀態(tài)），而偏離此頻率時(shí)將迅速增大。離此頻率時(shí)將迅速增大。YOpG高頻電子線路高頻電子線路YOpG01LCB諧振條件諧振條件: :信號(hào)頻率信號(hào)頻率: :LC1pLCf21p或或 Is C L 1/G 高頻電子線路高頻電子線路回路總導(dǎo)納回路總導(dǎo)納1

21、jjCRYGBCLL p p時(shí)，時(shí)， B B p p時(shí)，時(shí)， B B 0 0呈容性。呈容性。1 1、阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：、阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：B O電納電納CB =C 1L1L感性感性容性容性P Is C L Rp 高頻電子線路高頻電子線路，具有帶通選頻特性。，具有帶通選頻特性。當(dāng)信號(hào)源為電流源時(shí)，回路電壓最大，即當(dāng)信號(hào)源為電流源時(shí)，回路電壓最大，即2. 諧振時(shí)，回路阻抗值最大，即諧振時(shí)，回路阻抗值最大，即；CRLGR1p選頻特性曲線選頻特性曲線ZIsPpP1LLCQRCRR1LCRLCppppRRCLpspRIVYOp G Is C L Rp 高頻電子線路高頻電子線路CRIpps

22、jpppVCjICCRLRQpppppspjIQ 電感線圈支路的電流可以借助電感線圈支路的電流可以借助相量圖求得。相量圖求得。sCIQIppjsj IQpVOsI2psmp1 QIILsmpIQ Is C L Rp 高頻電子線路高頻電子線路 Is C L R 損耗電阻損耗電阻pCI3.3.并聯(lián)諧振時(shí)并聯(lián)諧振時(shí)，流經(jīng)電感和電容的電流模值大小相近，流經(jīng)電感和電容的電流模值大小相近，方向相反，且約等于外加電流的方向相反，且約等于外加電流的QQ倍。倍。sppjIQICsj IQpVOsI2smLp1pQIIsmpIQ高頻電子線路高頻電子線路總結(jié)總結(jié)1. 諧振時(shí)，回路阻抗值最大；當(dāng)信號(hào)源為電流源時(shí)，回路

23、諧振時(shí)，回路阻抗值最大；當(dāng)信號(hào)源為電流源時(shí)，回路電壓最大，即電壓最大，即，具有帶通選頻特性。具有帶通選頻特性。pspRIV1) p時(shí)，時(shí)， B p時(shí)，時(shí)，B 0呈容性。呈容性。2. 2. 阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：3.3.并聯(lián)諧振時(shí)，流經(jīng)電感和電容的電流模值大小相近，并聯(lián)諧振時(shí)，流經(jīng)電感和電容的電流模值大小相近，方向相反，且約等于外加電流的方向相反，且約等于外加電流的QQ倍。倍。高頻電子線路高頻電子線路 回路中電壓幅值與外加電流頻率之間的關(guān)系曲線稱為諧回路中電壓幅值與外加電流頻率之間的關(guān)系曲線稱為諧振曲線。振曲線。因此，表示諧振曲線的函數(shù)為因此，表示諧振曲線的函數(shù)為s

24、pp0spp1j().( )( )1()j()IGCGVLNVGCLGI選頻特性曲線選頻特性曲線ZIs Is C L Rp YOp G高頻電子線路高頻電子線路)(jppp)() ( j11eNQ 可見，對(duì)串聯(lián)和并聯(lián)諧振回路而言，諧振曲線是可見，對(duì)串聯(lián)和并聯(lián)諧振回路而言，諧振曲線是相似的。相似的。sp0sppp1j().( )( )()1j()IGCVLNVGGGCLI20020) (11)()()(QIIN高頻電子線路高頻電子線路 Is C L R + C Vs L R 互偶互偶YZsVsIIV高頻電子線路高頻電子線路 Is C L Rs Rp RL 考慮信號(hào)源內(nèi)阻考慮信號(hào)源內(nèi)阻R Rs s和

25、負(fù)載電阻和負(fù)載電阻R RL L后，由于回路總的損耗增后，由于回路總的損耗增大，回路大，回路QQ值將下降，稱為值將下降，稱為等效品質(zhì)因數(shù)等效品質(zhì)因數(shù)QQL L。LsppL1GGGLQ 由于由于Q QL L值低于值低于QQp p，因此考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載電阻后，因此考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載電阻后，并聯(lián)諧振回路的選擇性變壞，通頻帶加寬。并聯(lián)諧振回路的選擇性變壞，通頻帶加寬。LpspppRRRRRL11LpsppRRRRQ1高頻電子線路高頻電子線路例例2 2：有一并聯(lián)諧振回路如圖，并聯(lián)回路的無(wú)載：有一并聯(lián)諧振回路如圖，并聯(lián)回路的無(wú)載Q Q值值 Q Qp p = 80 = 80，諧振電阻，諧振電阻 R Rp

26、 p = 25k = 25k ，諧振頻率，諧振頻率f fo o = 30MHz= 30MHz， 信號(hào)源電流幅度信號(hào)源電流幅度 I Is s = 0.1mA = 0.1mA (1)(1)若信號(hào)源內(nèi)阻若信號(hào)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(shí)，不接時(shí)， 問(wèn)問(wèn)諧振時(shí)輸出電壓幅度諧振時(shí)輸出電壓幅度V Vo o是多少和是多少和通頻帶通頻帶B B？ (2) (2) 若若R Rs s = 6k = 6k ，R RL L = 2k = 2k ，求此時(shí)的通頻帶，求此時(shí)的通頻帶B B和和V Vo o 是多少？是多少？ Is C L Rs Rp RL 高頻電子線路高

27、頻電子線路spossp10 250.1mAk0.72V1025RRIRRvoLps8023251110QQRRoL301.3MHz23fBQ(2) sL6K2KRRospsc110.10.14V1111112562VIRRRoLppsL804.525251162QQRRkRoL306.7MHz4.5fBQ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。 解： （1）高頻電子線路高頻電子線路 設(shè)一放大器以簡(jiǎn)單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載，設(shè)一放大器以簡(jiǎn)單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載，信號(hào)中心頻率信號(hào)中心頻率 ，回路電容采用，回路電容采用C=50pFC=50pF，試計(jì)算所需的線圈電感值

28、。又若線，試計(jì)算所需的線圈電感值。又若線圈品質(zhì)因數(shù)為圈品質(zhì)因數(shù)為 ，試計(jì)算回路諧振電阻，試計(jì)算回路諧振電阻及回路帶寬。若放大器所需的帶寬為及回路帶寬。若放大器所需的帶寬為0.5MHz0.5MHz，則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求？所需帶寬要求？ 10MHzof 100oQ 例例3 3高頻電子線路高頻電子線路 解：（解：（1 1）計(jì)算）計(jì)算L L 值。值。由諧振頻率表達(dá)式可得：由諧振頻率表達(dá)式可得： 2220011(2 )LCf C222200112533010(2 )Lf Cf C將將010MHzffC C=50pF=50pF代入，得代入

29、，得L L=5.07(=5.07(H) H) 1.1.3 (2) (2) 回路諧振電阻和帶寬回路諧振電阻和帶寬7-64000100 2105.07 10 =3.18 10 =31.8(k )eRQL回路帶寬為回路帶寬為00.70100(kHz)fBWQ高頻電子線路高頻電子線路 （3 3）求滿足）求滿足0.5MHz0.5MHz帶寬的并聯(lián)電阻。帶寬的并聯(lián)電阻。 設(shè)回路上并聯(lián)的電阻為，并聯(lián)后的總電阻為設(shè)回路上并聯(lián)的電阻為，并聯(lián)后的總電阻為 ，回，回路的有載品質(zhì)因數(shù)為路的有載品質(zhì)因數(shù)為 ，由帶寬公式可以得到，由帶寬公式可以得到ReQ00.710200.5efQBW回路總電阻為回路總電阻為0110001

30、76/ /202105.07 106.37(k)eeeeR RRRRQLRR 0106.377.97(k)6.37eeRRR因此，需要在回路上并聯(lián)因此，需要在回路上并聯(lián)7.97k7.97k的電阻。的電阻。高頻電子線路高頻電子線路串、并聯(lián)回路的比較串、并聯(lián)回路的比較1 1、回路諧振（、回路諧振（0ff）時(shí)： 串聯(lián)諧振回路的阻抗串聯(lián)諧振回路的阻抗 minsZZr并聯(lián)諧振回路的阻抗并聯(lián)諧振回路的阻抗 maxpeoLZZRCr2 2、相頻特性：、相頻特性： 串聯(lián)回路的相頻特性為正斜率，并聯(lián)回路的相串聯(lián)回路的相頻特性為正斜率，并聯(lián)回路的相頻特性為負(fù)斜率，且最大相移為頻特性為負(fù)斜率，且最大相移為90o。3

31、 3、實(shí)際應(yīng)用中：、實(shí)際應(yīng)用中：串聯(lián)回路適合于信號(hào)源和負(fù)載串接，從而使信號(hào)適合于信號(hào)源和負(fù)載串接，從而使信號(hào)電流有效的送給負(fù)載。電流有效的送給負(fù)載。并聯(lián)回路適合于信號(hào)源和負(fù)載并接，使信號(hào)在負(fù)適合于信號(hào)源和負(fù)載并接，使信號(hào)在負(fù)載上得到的電壓振幅最大。載上得到的電壓振幅最大。1.1.2高頻電子線路高頻電子線路2.3.1 2.3.1 串、并聯(lián)阻抗的等效互換串、并聯(lián)阻抗的等效互換2.3.3 2.3.3 抽頭式并聯(lián)電路的阻抗變換抽頭式并聯(lián)電路的阻抗變換高頻電子線路高頻電子線路 所謂等效，就是指電路工作在某一頻率時(shí)，不管其內(nèi)部所謂等效，就是指電路工作在某一頻率時(shí)，不管其內(nèi)部的電路形式如何，從端口看過(guò)去其阻

32、抗或者導(dǎo)納是相等的。的電路形式如何，從端口看過(guò)去其阻抗或者導(dǎo)納是相等的。 盡管電路形式變化，但是二者的品質(zhì)因數(shù)應(yīng)該相等。盡管電路形式變化，但是二者的品質(zhì)因數(shù)應(yīng)該相等。高頻電子線路高頻電子線路1.2.3根據(jù)導(dǎo)納相等的原則進(jìn)行等效根據(jù)導(dǎo)納相等的原則進(jìn)行等效 111Y=YSPSSpPRjXRjX1 1、串聯(lián)到并聯(lián)阻抗的變換公式、串聯(lián)到并聯(lián)阻抗的變換公式: : 2222SSpSSSpSRXRRRXXX22R11ssSSppjXjRXRX高頻電子線路高頻電子線路SPSPXRQRX22(1)1(1)pSpSRQRXXQ10Q 2pSpSRQ RXX1.2.32222SSpSSSpSRXRRRXXX結(jié)論：結(jié)

33、論：2 2）串聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的并聯(lián)電抗。）串聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的并聯(lián)電抗。1 1）小的串聯(lián)電阻變?yōu)榇蟮牟⒙?lián)電阻。）小的串聯(lián)電阻變?yōu)榇蟮牟⒙?lián)電阻。高頻電子線路高頻電子線路2 2、并聯(lián)到串聯(lián)阻抗的變換公式、并聯(lián)到串聯(lián)阻抗的變換公式: : 2pp222pp2pp222pp1+Q1+1/QpSpSpR XRRRXR XXXXRX圖1.2.7 串、并聯(lián)阻抗的等效變換根據(jù)阻抗相等的原則將圖根據(jù)阻抗相等的原則將圖1.2.7(a)(b)1.2.7(a)(b)進(jìn)行等效進(jìn)行等效 ppppssjjjXRXRXR2p2pp2p2p2p2ppjXRXRXRXRppppppppjjjjXRXRXRXRSPSPXRQRX高

34、頻電子線路高頻電子線路2 2）并聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的串聯(lián)電抗。）并聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的串聯(lián)電抗。1 1）大的并聯(lián)電阻變?yōu)樾〉拇?lián)電阻。）大的并聯(lián)電阻變?yōu)樾〉拇?lián)電阻。2 2、并聯(lián)到串聯(lián)阻抗的變換公式、并聯(lián)到串聯(lián)阻抗的變換公式: : 2pp222pp2pp222pp1+Q1+1/QpSpSpR XRRRXR XXXXRX高頻電子線路高頻電子線路 阻抗變換的目的：阻抗變換的目的：將實(shí)際負(fù)載阻抗變換為前級(jí)將實(shí)際負(fù)載阻抗變換為前級(jí)網(wǎng)絡(luò)所要求的最佳負(fù)載值，網(wǎng)絡(luò)所要求的最佳負(fù)載值，即獲得最大功率輸出即獲得最大功率輸出。作用：在并聯(lián)諧振回路中，為了減少負(fù)載和信號(hào)作用：在并聯(lián)諧振回路中，為了減少負(fù)載和信號(hào)sRQ源

35、內(nèi)阻源內(nèi)阻對(duì)選頻回路的影響，對(duì)選頻回路的影響，保證回路有高的保證回路有高的高頻電子線路高頻電子線路幾種常見抽頭振蕩回路幾種常見抽頭振蕩回路 高頻電子線路高頻電子線路 C P1 C L RL P2 Is Rp Is Rp R L (a) (b) V VL + - + - 1. 1. 變壓器耦合連接變壓器耦合連接L21RVPL2L2RVP21PP121NNLLLLLRpRNNRVVR222121接入系數(shù)接入系數(shù)112LNNVVp功率守恒功率守恒高頻電子線路高頻電子線路2. 2. 自耦合變壓器自耦合變壓器L21RVPL2L2RVP21PP121NNL2L221L2LL1RpRNNRVVR接入系數(shù)接入

36、系數(shù)112LNNVVp功率守恒功率守恒 C RL P L R L C b) a) V VL + - + - 高頻電子線路高頻電子線路3. 3. 電容抽頭電路電容抽頭電路L21RVPL2L2RVP21PPL2L2LL1RpRVVR接入系數(shù)接入系數(shù)1pLVV功率守恒功率守恒 C2 RL P L R L C b) a) C1 V VL + - + - 高頻電子線路高頻電子線路2L1CRCCVVp112L2CC21122121CCCCCCCC C2 RL P L R L C b) a) C1 V VL + - + - 高頻電子線路高頻電子線路21PPssspIIVVI2sab2IVP 以上討論了負(fù)載電

37、阻的部分接入問(wèn)題，下面，討以上討論了負(fù)載電阻的部分接入問(wèn)題，下面，討論信號(hào)源及其內(nèi)阻的部分接入問(wèn)題。論信號(hào)源及其內(nèi)阻的部分接入問(wèn)題。sdb1IVPs2dbabs2s1RVVRpR Is C Rs RL a b d I s R s d b C L RL 高頻電子線路高頻電子線路上面分析了外接負(fù)載為純阻的情況。而當(dāng)外接負(fù)上面分析了外接負(fù)載為純阻的情況。而當(dāng)外接負(fù)載包括電抗成分時(shí)，上述等效變換關(guān)系仍然適用。載包括電抗成分時(shí)，上述等效變換關(guān)系仍然適用。 CL C RL P C L L R L C d d b b a L2L221L2dbab1RpRNNRVVRLL2L2dbabLCpCVVC高頻電子線

38、路高頻電子線路抽頭的目的是：抽頭的目的是：減小信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路和影響。減小信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路和影響。負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻小時(shí)應(yīng)采用串聯(lián)方式；負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻小時(shí)應(yīng)采用串聯(lián)方式；負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻大時(shí)應(yīng)采用并聯(lián)方式；負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻大時(shí)應(yīng)采用并聯(lián)方式；負(fù)載電阻信號(hào)源內(nèi)阻不大不小采用部分接入方式。負(fù)載電阻信號(hào)源內(nèi)阻不大不小采用部分接入方式。高頻電子線路高頻電子線路習(xí)題例例2 2：如圖，抽頭回路由電流源激勵(lì)：如圖，抽頭回路由電流源激勵(lì), ,忽略回路本身的固有損耗忽略回路本身的固有損耗, ,試求回路兩端電壓試求回路兩端電壓u u( (t t) )、u u1(1(t t) )的表示式

39、及回路帶寬。的表示式及回路帶寬。C2C12000 pF500R12000 pF10 HLi Icos 107tI1 mAu1(t)解：由于忽略了回路本身的固有損耗解：由于忽略了回路本身的固有損耗, ,因此可以認(rèn)為因此可以認(rèn)為Q Q。由圖可知由圖可知, ,回路電容為回路電容為pFCCCCC10002121諧振角頻率為諧振角頻率為sradLC/10170高頻電子線路高頻電子線路電阻電阻R R1 1的接入系數(shù)的接入系數(shù)等效到回路兩端的電阻為等效到回路兩端的電阻為回路兩端電壓回路兩端電壓u u( (t t) )與與i i( (t t) )同相同相, ,電壓振幅電壓振幅mI2mURV輸出電壓輸出電壓 回

40、路有載品質(zhì)因數(shù)回路有載品質(zhì)因數(shù) 回路帶寬回路帶寬212000RRp1120.5CpCC7( )2cos10u ttV71( )( )cos10u tpu ttV0200020100LRQL505 10/LBrad sQ 高頻電子線路高頻電子線路例例3 3：下圖為緊耦合的抽頭電路，其接入系數(shù)的計(jì)算可參照：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。前述分析。給定回路諧振頻率給定回路諧振頻率012465,27,172,1.36,100,0.28,0.063,1,?pSpLsSfK H z RKRkRKQppIm ABI空 載求 回 路 通 頻 帶 ？ 和 等 效 電 流 源解：先分別將

41、解：先分別將 折合到回路兩端如圖折合到回路兩端如圖b b所示所示SLR R、22111()27 12.76 27 344.520.28SSRRKp22211()1.36342.650.063LLRRkp高頻電子線路高頻電子線路01001005017217211111344.52342.6522LppSLQQRRRR00465kz9 350LfHfQBBkHzQ由 、求得 ： .1m0.28 1m0.28SSSIAIIAmA1若，則p高頻電子線路高頻電子線路2.4.1 2.4.1 互感耦合回路的一般性質(zhì)互感耦合回路的一般性質(zhì)2.4.2 2.4.2 耦合振蕩回路的頻率特性耦合振蕩回路的頻率特性高頻

42、電子線路高頻電子線路 耦合回路是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路形成的一個(gè)耦合回路是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路形成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)電路之間必須有公共阻抗存在，才能完成耦網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)電路之間必須有公共阻抗存在，才能完成耦合作用。合作用。高頻電子線路高頻電子線路在耦合回路中接有激勵(lì)信號(hào)源的回路稱為初級(jí)回在耦合回路中接有激勵(lì)信號(hào)源的回路稱為初級(jí)回路，與負(fù)載相接的回路稱為次級(jí)回路。路，與負(fù)載相接的回路稱為次級(jí)回路。為了說(shuō)明回路間的耦合程度，常用為了說(shuō)明回路間的耦合程度，常用耦合系數(shù)耦合系數(shù)來(lái)來(lái)表示，它的定義是：耦合回路的公共電抗（或電阻）絕表示，它的定義是：耦合回路的公共電抗（或電阻）絕對(duì)值與初、次級(jí)回路中同性質(zhì)的電

43、抗（或電阻）的幾何對(duì)值與初、次級(jí)回路中同性質(zhì)的電抗（或電阻）的幾何中項(xiàng)之比，即中項(xiàng)之比，即221112XXXk 高頻電子線路高頻電子線路 在高頻電子線路中，常采用圖在高頻電子線路中，常采用圖2.4.2.4.所示的兩種耦合回所示的兩種耦合回路。圖路。圖2.4.2.4.（）為互感耦合串聯(lián)型回路；（）為電容耦合（）為互感耦合串聯(lián)型回路；（）為電容耦合并聯(lián)型回路。并聯(lián)型回路。12()()MMMCkCCCC12MMCCCCkCC一般：:,1MMCCC kkC通常12MkL L高頻電子線路高頻電子線路11112VI Zj M I22210I Zj M I由基爾霍夫定律得出回路電壓方程為由基爾霍夫定律得出回

44、路電壓方程為 式中，式中，Z Z1111為初級(jí)回路的自阻抗，即為初級(jí)回路的自阻抗，即Z Z1111= =R R1111+j+jX X1111, , Z Z2222為次級(jí)回路的自阻抗，即為次級(jí)回路的自阻抗，即Z Z2222= =R R2222+j+jX X2222。 高頻電子線路高頻電子線路由基爾霍夫定律得出回路電壓方程為由基爾霍夫定律得出回路電壓方程為2221111)(ZMZVI112221122)(jZMZZVMI解得解得21111IMjZIV12IMjZI220高頻電子線路高頻電子線路1121122()VIMZZ 反射阻抗，又稱為耦合阻抗，它的物理意義是：反射阻抗，又稱為耦合阻抗，它的物理

45、意義是：次級(jí)電流通過(guò)互感次級(jí)電流通過(guò)互感的作用，在初級(jí)回路中感應(yīng)的電動(dòng)的作用，在初級(jí)回路中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)對(duì)初級(jí)電流的影響，可用一個(gè)等效阻抗勢(shì)對(duì)初級(jí)電流的影響，可用一個(gè)等效阻抗Z Zf1f1來(lái)表示。來(lái)表示。2f122MZZ()Z1.1V.IL1Z11(a) 初級(jí)等效電路2122()fMZZab高頻電子線路高頻電子線路111222211j()VMZIMZZ高頻電子線路高頻電子線路在次級(jí)回路中反射阻抗在次級(jí)回路中反射阻抗Z Zf2f2：2f211MZZ()高頻電子線路高頻電子線路高頻電子線路高頻電子線路高頻電子線路高頻電子線路耦合回路的頻率特性：耦合回路的頻率特性：當(dāng)初，次級(jí)回路當(dāng)初，次級(jí)回路0102

46、012,12, 123,12QQQLLL CCCGGG時(shí)，高頻電子線路高頻電子線路節(jié)點(diǎn)電流方程為：節(jié)點(diǎn)電流方程為：111112222221()0()SMMMMMVIVGjCCVj C Vj LVV GjCCCVj C Vj L式中為耦合電容。高頻電子線路高頻電子線路MCG反映耦合程度的耦合因數(shù)： 為廣義失諧， 表示耦合回路的頻率特性。242max22VV2 222（1） （1）高頻電子線路高頻電子線路1稱為強(qiáng)耦合，諧振曲線出現(xiàn)雙峰，稱為強(qiáng)耦合，諧振曲線出現(xiàn)雙峰，谷值谷值1 ，在在21 處，X11X11Xf1Xf10 0，Rf1Rf1R11R11回路達(dá)到匹配，回路達(dá)到匹配，相當(dāng)于復(fù)諧振，諧振曲線

47、呈最大值，相當(dāng)于復(fù)諧振，諧振曲線呈最大值，221,11稱為弱耦合稱為弱耦合2201若 時(shí)， 為最大值1稱為臨界耦合稱為臨界耦合01 ， 為最大值高頻電子線路高頻電子線路耦合回路的通頻帶耦合回路的通頻帶120102,2QQQ1當(dāng) ，時(shí)可導(dǎo)出021fQ 20.72 f=00.7122ffQ若 時(shí)，一般采用一般采用 稍大于稍大于1 1，這時(shí)在通帶內(nèi)放大均勻，而在通帶，這時(shí)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。外衰減很大，為較理想的幅頻特性。高頻電子線路高頻電子線路2.5.1 2.5.1 LCLC集中選擇性濾波器集中選擇性濾波器2.5.2 2.5.2 石英晶體濾波器石英晶體濾波器2

48、.5.3 2.5.3 陶瓷濾波器陶瓷濾波器2.5.4 2.5.4 表面聲波濾波器表面聲波濾波器高頻電子線路高頻電子線路高頻電子線路高頻電子線路 Vs Rs C L C L C0（Z1） RL Vo + (b) 2Z2 2Z2 12014ZZ 高頻電子線路高頻電子線路 為了獲得工作頻率高度穩(wěn)定、阻帶衰減特性為了獲得工作頻率高度穩(wěn)定、阻帶衰減特性十分陡峭的濾波器，就要求濾波器元件的品質(zhì)因數(shù)十分陡峭的濾波器，就要求濾波器元件的品質(zhì)因數(shù)很高。很高。LCLC型濾波器的品質(zhì)因數(shù)一般在型濾波器的品質(zhì)因數(shù)一般在100100200200范圍內(nèi)，不能滿足上述要求。范圍內(nèi)，不能滿足上述要求。 石英諧振器的品質(zhì)因數(shù)石

49、英諧振器的品質(zhì)因數(shù)可達(dá)幾萬(wàn)甚至幾百可達(dá)幾萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)萬(wàn)，因而可以構(gòu)成工作頻率穩(wěn)定度極高、阻帶衰減，因而可以構(gòu)成工作頻率穩(wěn)定度極高、阻帶衰減特性很陡峭、通帶衰減很小的濾波器。特性很陡峭、通帶衰減很小的濾波器。高頻電子線路高頻電子線路l. l. 壓電效應(yīng)和壓電振蕩壓電效應(yīng)和壓電振蕩 在石英晶體兩個(gè)管腳加交在石英晶體兩個(gè)管腳加交變電場(chǎng)時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生一定頻率變電場(chǎng)時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生一定頻率的機(jī)械變形，而這種機(jī)械振動(dòng)又的機(jī)械變形，而這種機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，上述物理現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。稱為壓電效應(yīng)。 通常，壓電效應(yīng)并不明顯。但是，當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率為通常，壓電效應(yīng)并不明顯。但是，

50、當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率為某一特定值時(shí)，機(jī)械振動(dòng)和交變電場(chǎng)的振幅驟然增大，產(chǎn)生共某一特定值時(shí)，機(jī)械振動(dòng)和交變電場(chǎng)的振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。振，稱之為壓電振蕩。高頻電子線路高頻電子線路2. 2. 石英晶體的等效電路和振蕩頻率石英晶體的等效電路和振蕩頻率 C0 rq Cq Lq b a 當(dāng)石英晶體不振動(dòng)時(shí)，可等效為一個(gè)當(dāng)石英晶體不振動(dòng)時(shí)，可等效為一個(gè)平板電容平板電容C C0 0，稱為靜態(tài)電容；其值決定于晶，稱為靜態(tài)電容；其值決定于晶片的幾何尺寸和電極面積，一般約為幾幾片的幾何尺寸和電極面積，一般約為幾幾十十pFpF。 當(dāng)晶片產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性當(dāng)晶片產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性等效為電

51、感等效為電感L Lq q，其值為幾，其值為幾mHmH幾十幾十HH。 晶片的彈性等效為電容晶片的彈性等效為電容C Cq q，為，為0.010.010.1pF0.1pF，因此，因此C Cq q C C0 0 。 晶片的摩擦損耗等效為電阻晶片的摩擦損耗等效為電阻r rq q，約為，約為100100，理想情況下，理想情況下r rq q=0=0。高頻電子線路高頻電子線路 當(dāng)?shù)刃щ娐分械漠?dāng)?shù)刃щ娐分械腖 Lq q、C Cq q、r rq q支路產(chǎn)生串聯(lián)諧支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振時(shí)，該支路呈純阻性，等效電阻為振時(shí)，該支路呈純阻性，等效電阻為R R，諧振頻率，諧振頻率 此時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的阻抗等于此時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的阻抗等于

52、R R并聯(lián)并聯(lián)C C0 0的的容抗，因容抗，因R R C C0 0的容抗，故可近似認(rèn)為整體的容抗，故可近似認(rèn)為整體也呈純阻性，等效電阻為也呈純阻性，等效電阻為R R。sqq12fL C 當(dāng)當(dāng)f f f f s s時(shí)，串聯(lián)支路呈容性，石英晶體呈容性。時(shí)，串聯(lián)支路呈容性，石英晶體呈容性。 當(dāng)當(dāng)f f f f s s時(shí)，時(shí)，L L、C C和和R R支路呈感性，在某一頻率將與支路呈感性，在某一頻率將與C C0 0產(chǎn)產(chǎn)生并聯(lián)諧振，石英晶體又呈純阻性，諧振頻率生并聯(lián)諧振，石英晶體又呈純阻性，諧振頻率qps0q0qq0112CffCC CLCC C0 rq Cq Lq b a 高頻電子線路高頻電子線路sqq

53、12fL Cqps0q0qq0112CffCC CLCC由于由于C Cq q C Cq q, , 它的接入系數(shù)它的接入系數(shù)p p C Cq q / /C C0 0很小，大大減小了加到晶體兩很小，大大減小了加到晶體兩端的外部電路元件對(duì)晶體的影響。端的外部電路元件對(duì)晶體的影響。 C0 rq Cq Lq b a 高頻電子線路高頻電子線路4. 4. 石英晶體濾波器的應(yīng)用石英晶體濾波器的應(yīng)用 工作于串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振工作于串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振之間的狹長(zhǎng)感性區(qū)，電感是頻率的之間的狹長(zhǎng)感性區(qū)，電感是頻率的函數(shù)，且隨頻率增加而劇烈增加，函數(shù)，且隨頻率增加而劇烈增加，從而遏制頻率的進(jìn)一步增加。從而遏制頻率的進(jìn)一步

54、增加。 O X容性容性 容性容性 感感性性 sfpf4 作電感用作電感用它具有很高的它具有很高的QQ值。值。4 工作于串聯(lián)諧振狀態(tài)工作于串聯(lián)諧振狀態(tài)注意：一般不工作于容性區(qū)。注意：一般不工作于容性區(qū)。 C0 rq Cq Lq b a 高頻電子線路高頻電子線路222202111/CLpqe石英晶體濾波器工作時(shí)，石英晶體兩個(gè)諧振頻率之間感石英晶體濾波器工作時(shí)，石英晶體兩個(gè)諧振頻率之間感性區(qū)的寬度決定了濾波器的通帶寬度。性區(qū)的寬度決定了濾波器的通帶寬度。 必須指出，在必須指出，在 q與與 p的角頻率之間，諧振器所呈現(xiàn)的角頻率之間，諧振器所呈現(xiàn)的等效電感的等效電感 并不等于石英晶體片本身的等效電感并不

55、等于石英晶體片本身的等效電感L Lq q。012qpqqCffffC 圖1.3.4 晶體諧振器的電抗曲線高頻電子線路高頻電子線路 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(lái)實(shí)現(xiàn)。一電感或并聯(lián)一電感來(lái)實(shí)現(xiàn)。 Ls Ls 可以證明串聯(lián)一電感可以證明串聯(lián)一電感LsLs則減小則減小 q q，并聯(lián)一電感，并聯(lián)一電感LsLs則加則加大大 p 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。 高頻電子線路高頻電子線路 利用某些陶瓷材料的壓電效應(yīng)構(gòu)成的濾波器，稱為陶利用某些陶瓷材料的壓電效應(yīng)構(gòu)成的濾波器

56、，稱為陶瓷濾波器。它的等效品質(zhì)因數(shù)瓷濾波器。它的等效品質(zhì)因數(shù)為幾百，比為幾百，比LCLC濾波器高，濾波器高，但遠(yuǎn)比石英晶體濾波器低。但遠(yuǎn)比石英晶體濾波器低。 這種陶瓷片的兩面用銀作為電極，經(jīng)過(guò)直流高壓這種陶瓷片的兩面用銀作為電極，經(jīng)過(guò)直流高壓極化之后具有和石英晶體相類似的壓電效應(yīng)。極化之后具有和石英晶體相類似的壓電效應(yīng)。 優(yōu)點(diǎn)：容易焙燒，可制成各種形狀；適于小型化；優(yōu)點(diǎn)：容易焙燒，可制成各種形狀；適于小型化；且耐熱耐濕性好。且耐熱耐濕性好。 高頻電子線路高頻電子線路1. 1. 符號(hào)及等效電路符號(hào)及等效電路 CLCCCCLq0q0qqp11qqq1CL其串聯(lián)諧振頻率其串聯(lián)諧振頻率高頻電子線路高頻

57、電子線路 2. 陶瓷濾波器電路陶瓷濾波器電路 四端陶瓷濾波器：四端陶瓷濾波器： 如將陶瓷濾波器連成如圖所示的形式，即為四端陶瓷濾如將陶瓷濾波器連成如圖所示的形式，即為四端陶瓷濾波器。圖波器。圖(a)為由二個(gè)諧振子組成的濾波器，圖為由二個(gè)諧振子組成的濾波器，圖(b)為由五個(gè)為由五個(gè)諧振子組成四端濾波器。諧振子數(shù)目愈多，濾波器的性能愈諧振子組成四端濾波器。諧振子數(shù)目愈多，濾波器的性能愈好。好。 2L2 2L1 (a) (b) 高頻電子線路高頻電子線路 電路組成原則：中心頻率是串臂的串聯(lián)諧振頻率和并臂的電路組成原則：中心頻率是串臂的串聯(lián)諧振頻率和并臂的并聯(lián)諧振頻率，截止頻率分別對(duì)應(yīng)串臂的并聯(lián)諧振頻率

58、和并臂并聯(lián)諧振頻率，截止頻率分別對(duì)應(yīng)串臂的并聯(lián)諧振頻率和并臂的串聯(lián)諧振頻率。的串聯(lián)諧振頻率。 諧振子數(shù)目愈多，濾波器的帶外衰減性能愈強(qiáng)。諧振子數(shù)目愈多，濾波器的帶外衰減性能愈強(qiáng)。高頻電子線路高頻電子線路 下圖表示陶瓷濾波器圖下圖表示陶瓷濾波器圖(a)的等效電路。適當(dāng)選擇串臂的等效電路。適當(dāng)選擇串臂和并臂陶瓷濾波器的串、并聯(lián)諧振頻率，就可得到理想的和并臂陶瓷濾波器的串、并聯(lián)諧振頻率，就可得到理想的濾波特性。濾波特性。 Co2 R2 C2 L2 Co1 R1 C1 L1 2L1 (a) 2L2 4655 465+5 465 理想濾波器特性 實(shí)際濾波器特性 5 (b) 例：若要求濾波器通過(guò)例：若要求

59、濾波器通過(guò)465465 5 kHz5 kHz的頻帶，則要求的頻帶，則要求 f fq1 = 465 kHzq1 = 465 kHz，f fp2 = 465kHzp2 = 465kHz，f fp1 = (465 + 5) kHzp1 = (465 + 5) kHz， f fq2 = (465 5) kHzq2 = (465 5) kHz。 若串臂若串臂2 2L L1 1的串聯(lián)頻率等于并臂的串聯(lián)頻率等于并臂2 2L L2 2的并聯(lián)頻率，則對(duì)要通的并聯(lián)頻率，則對(duì)要通過(guò)的頻率過(guò)的頻率2 2L L1 1阻抗最小，阻抗最小，2 2L L2 2阻抗最大。阻抗最大。 高頻電子線路高頻電子線路采用單片陶瓷濾波器的

60、中級(jí)： f0 = 465kHz 高頻電子線路高頻電子線路1. 1. 結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理： 聲表面波濾器是在經(jīng)過(guò)研磨拋光的極薄的壓電材料基片聲表面波濾器是在經(jīng)過(guò)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叉指狀電極，其中上，用蒸發(fā)、光刻、腐蝕等工藝制成兩組叉指狀電極，其中與信號(hào)源連接的一組稱為發(fā)送叉指換能器，與負(fù)載連接的一與信號(hào)源連接的一組稱為發(fā)送叉指換能器，與負(fù)載連接的一組稱為接收叉指換能器。當(dāng)把輸入電信號(hào)加到發(fā)送換能器上組稱為接收叉指換能器。當(dāng)把輸入電信號(hào)加到發(fā)送換能器上時(shí)，叉指間便會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。時(shí)，叉指間便會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。 聲表面波濾波器聲表面波濾波器SAWFSAW