高頻電子技術(shù)共享-課件1.1a補(bǔ)充-選頻網(wǎng)絡(luò)

主要內(nèi)容：1.1.1諧振電路元件的高頻特性1.1.2串聯(lián)諧振電路1.1.3并聯(lián)諧振電路1.1.4串并聯(lián)阻抗的等效變換1.1.5抽頭式并聯(lián)電路的阻抗變換1.1補(bǔ)充-選頻網(wǎng)絡(luò)主要要求：

理解諧振電路元件的高頻特性；掌握串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路的選頻特性及其主要參數(shù)的計(jì)算；理解回路Q(chēng)值、信號(hào)源、負(fù)載等對(duì)回路特性的影響；掌握串并聯(lián)阻抗的等效變換公式；

掌握變壓器、電感分壓器、電容分壓器等常用阻抗變換電路及其阻抗變換的計(jì)算。1.1補(bǔ)充-選頻網(wǎng)絡(luò)

高頻電子線路中常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有：?jiǎn)握袷庪娐否詈险袷庪娐愤x頻網(wǎng)絡(luò)振蕩電路（由L、C組成）各種濾波器LC集中濾波器石英晶體濾波器陶瓷濾波器聲表面波濾波器

所謂選頻（濾波），就是選出需要的頻率分量和濾除不需要的頻率分量。功能：選頻（濾除無(wú)用信號(hào)）、阻抗變換選頻網(wǎng)絡(luò)的基本概念1.1.1諧振電路元件的高頻特性

各種高頻電路基本上是由有源器件、無(wú)源元件和無(wú)源網(wǎng)絡(luò)組成的。高頻電路中使用的元器件與在低頻電路中使用的元器件基本相同，但是注意它們?cè)诟哳l使用時(shí)的高頻特性。高頻電路中完成信號(hào)的放大，非線性變換等功能的有源器件主要是二極管，晶體管和集成電路。1.1.1諧振電路元件的高頻特性常用的“無(wú)源元件”有電阻、電感和電容，它們的伏安特性是線性的、不隨時(shí)間變化的。常用的“有源元件”有二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成電路。它們的伏安特性一般是非線性的。線性指通過(guò)元件的電壓和電流的伏安特性曲線是線性的，斜率dU/dI=常數(shù)，元件參量與流經(jīng)它的電流或加于其上的電壓的數(shù)值無(wú)關(guān)。電流和電壓的關(guān)系稱(chēng)為元件的伏安特性。1.1.1諧振電路元件的高頻特性在理想情況下：電阻是一個(gè)耗能元件電容是儲(chǔ)存電能的元件電感是儲(chǔ)存磁能的元件線路中磁能和電能是不能突然改變的，即電感線圈中的電流和電容器中的電荷都不能驟然增加在線路中引用的無(wú)源元件（R、L和C）都是理想元件。實(shí)際元件應(yīng)用由不同的等效電路來(lái)表示；針對(duì)不同的運(yùn)用情況，應(yīng)采用最確切的等效電路。下面介紹電阻、電感、電容的高頻特性

一個(gè)實(shí)際的電阻器，在中低頻時(shí)主要表現(xiàn)為電阻特性，但在高頻使用時(shí)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。電阻器的電抗特性反映的就是高頻特性。

一個(gè)電阻R的高頻等效電路如圖所示，其中CR為分布電容，LR為引線電感，R為電阻。電阻的高頻等效電路CRRLR1.電阻器集膚效應(yīng)電阻R隨頻率增高而增加，這主要是集膚效應(yīng)的影響。所謂集膚效應(yīng)是指隨著工作頻率的增高，流過(guò)導(dǎo)線的交流電流向?qū)Ь€表面集中這一現(xiàn)象，當(dāng)頻率很高時(shí)，導(dǎo)線中心部位幾乎完全沒(méi)有電流流過(guò)，這相當(dāng)于把導(dǎo)線的橫截面積減小為導(dǎo)線的圓環(huán)面積，導(dǎo)電的有效面積較直流時(shí)大為減小，電阻R增大。工作頻率越高，圓環(huán)的面積越小，導(dǎo)線電阻就越大。I

電感線圈在高頻頻段除表現(xiàn)出電感L的特性外，還具有一定的損耗電阻r（較小）和分布電容CL（很?。ｋ姼芯€圈的高頻等效電路rL

在分析一般長(zhǎng)、中、短波頻段電路時(shí)，通常忽略分布電容CL的影響。因而，電感線圈的等效電路可以表示為電感L和電阻r串聯(lián)，如圖所示。rLCL2.電感線圈的高頻特性電感線圈的中低頻等效電路

設(shè)流過(guò)電感線圈的電流為I，則電感L上的無(wú)功功率為I2ωL，而線圈的損耗功率，即電阻r的消耗功率為I2r，故由式（2.1.1）得到電感的品質(zhì)因數(shù)

(2.1.1)(2.1.2)

Q值是一個(gè)比值，它是感抗ωL與損耗電阻r之比，Q值越高損耗越小，一般情況下,線圈的Q值通常在幾十到一二百左右。

在無(wú)線電技術(shù)中，通常是用線圈的品質(zhì)因數(shù)這一參數(shù)來(lái)表示線圈的損耗性能，不是直接用等效電阻r。品質(zhì)因數(shù)定義為無(wú)功功率P與有功功率之比:2.電感線圈的高頻特性

一個(gè)實(shí)際的電容器除表現(xiàn)電容特性外，也具有損耗電阻（很大）和分布電感（很?。?。在分析一般米波以下頻段的諧振電路時(shí)，常常只考慮電容和損耗。如圖所示。電容器的高頻等效電路RCRCL電容器的中低頻等效電路3.電容器的高頻特征從原理上看，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(méi)有根本不同。只是由于工作在高頻范圍，對(duì)器件的某些性能要求更高。隨著半導(dǎo)體和集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，能滿(mǎn)足高頻應(yīng)用要求的器件越來(lái)越多，也出現(xiàn)了一些專(zhuān)門(mén)用途的高頻半導(dǎo)體器件。高頻電路中的有源器件半導(dǎo)體二極管在高頻中主要用于檢波、調(diào)制、解調(diào)及混頻等非線性變換電路中，工作在低電平。因此主要用點(diǎn)接觸式二極管和表面勢(shì)壘二極管(又稱(chēng)肖特基二極管)。兩者都利用多數(shù)載流子導(dǎo)電機(jī)理，它們的極間電容小，工作頻率高。變?nèi)荻O管的記憶電容Cj與外加反偏電壓U之間呈非線性關(guān)系。變?nèi)荻O管在工作時(shí)處于反偏截止?fàn)顟B(tài)，基本上不消耗能量，噪聲小，功率高。將它用于振蕩回路中，可以做成電調(diào)諧器，也可以構(gòu)成自動(dòng)調(diào)諧電路等。

4.二極管4.二極管變?nèi)莨苋粲糜谡袷幤髦?，可以通過(guò)改變電壓來(lái)改變振蕩信號(hào)的頻率。這種振蕩器稱(chēng)為壓控振蕩器(VCO)，壓控振蕩器是鎖相環(huán)路的一個(gè)重要部件。電調(diào)諧器和壓控振蕩器也廣泛用于電視接收機(jī)的高頻頭中。具有變?nèi)菪?yīng)的某些微波二極管(微波變?nèi)萜?還可以進(jìn)行非線性電容混頻、倍頻。還有一種以P型，N型和本征(I)型三種半導(dǎo)體構(gòu)成的PIN二極管，它具有較強(qiáng)的正向電荷儲(chǔ)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(diào)電阻。它在高頻及微波電路中可以用做電可控開(kāi)關(guān)、限幅器、電調(diào)衰減器或電調(diào)移相器。5.晶體管與場(chǎng)效應(yīng)管在高頻中應(yīng)用的晶體管仍然是雙極晶體管和多種場(chǎng)效應(yīng)管，這些管子比用于低頻的管子性能更好，在外形結(jié)構(gòu)方面也有所不同。

高頻晶體管有兩大類(lèi)型：一類(lèi)是做小信號(hào)放大的高頻小功率管，對(duì)它們的主要要求是高增益和低噪聲；另一類(lèi)為高頻功率放大管，除了增益外，要求其在高頻有較大的輸出功率。用于高頻的集成電路的類(lèi)型和品種要比用于低頻的集成電路少得多，主要分為通用型和專(zhuān)用型兩種。

目前通用型的寬帶集成放大器，工作頻率可達(dá)一、二百兆赫茲，增益可達(dá)五、六十分貝，甚至更高。用于高頻的晶體管模擬乘法器，工作頻率也可達(dá)一百兆赫茲以上。6.集成電路1.1.2串聯(lián)諧振電路

由電感線圈和電容器組成的單個(gè)振蕩電路，稱(chēng)為單振蕩電路。串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路是從信號(hào)源的角度來(lái)判斷的。定義元件的高電位點(diǎn)為首，低電位點(diǎn)為尾。串聯(lián)電路的判斷方法是：從信號(hào)源流出的電流順序流經(jīng)每個(gè)元件，從各個(gè)元件流過(guò)的電流跟流經(jīng)信號(hào)源的電流相同。首尾相接的是串聯(lián)。并聯(lián)電路的判斷方法是：從信號(hào)源流出的電流在某個(gè)節(jié)點(diǎn)分開(kāi)形成若干支流，最終這些支流在某節(jié)點(diǎn)匯合并回到信號(hào)源。支路電流跟信號(hào)源電流不同。首接首、尾接尾的是并聯(lián)。串聯(lián)振蕩電路并聯(lián)振蕩電路信號(hào)源與電容和電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。1.1.2串聯(lián)諧振電路I

高頻電子線路中的電感線圈等效為電感L和損耗電阻R的串聯(lián)；電容器等效為電容C和損耗電阻R

的并聯(lián)。

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)。損耗電阻1.1.2串聯(lián)諧振電路阻抗1、諧振現(xiàn)象jωL1/(jωC)一、基本原理諧振條件:諧振頻率：或wO電抗容性感性wLX=wL－1wCw01Cw－Rw0w

串聯(lián)諧振電路的諧振特性：其阻抗在某一特定頻率上具有最小值（諧振狀態(tài)），而偏離此頻率時(shí)將迅速增大。(1)諧振時(shí)，回路阻抗值最小，即Z=R；諧振頻率選頻特性曲線具有帶通選頻特性。當(dāng)信號(hào)源為電壓源時(shí)，回路電流最大，2、諧振特性一、基本原理回路電流1)

<0時(shí)，X

<0呈容性；2)

=0時(shí)，X=0呈純阻性；3)>

0時(shí)，X>0呈感性。(2)阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：諧振時(shí)，電感、電容的作用好像消失了！wO電抗容性感性wLx=wL－1wCw01Cw－阻抗一、基本原理諧振時(shí)所以諧振時(shí)，電感、電容電壓互相抵消了！一、基本原理LC串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)Q，它反映諧振電路損耗的大小空載時(shí)固有品質(zhì)因數(shù)諧振時(shí)的電容和電感的阻抗LC回路的特性阻抗LC串聯(lián)諧振電路的重要參數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q是諧振電路固有參數(shù)，與外界信號(hào)頻率無(wú)關(guān)諧振時(shí)(3)串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容兩端的電壓模值大小相等，且等于外加電壓的Q倍；用在接收機(jī)的接收天線串聯(lián)諧振回路上，可以增大接收信號(hào)！

由于Q值較高,常在幾十到幾百左右,必須預(yù)先注意回路元件的耐壓?jiǎn)栴}?；芈返钠焚|(zhì)因數(shù)一、基本原理一、基本原理接收機(jī)的接收天線串聯(lián)諧振回路，增大接收信號(hào)！為了提高靈敏度，接收天線串聯(lián)諧振回路品質(zhì)因數(shù)Q要盡可能大?？偨Y(jié)，具有帶通選頻特性。1.諧振時(shí)，回路阻抗值最小，即Z=R；當(dāng)信號(hào)源為電壓源時(shí)，回路電流最大，即1)

<0時(shí)，X<0呈容性；2)

=0時(shí)，X=0呈純阻性；3)>

0時(shí)，X>0呈感性。2.阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：3.串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容兩端的電壓模值大小相等，且等于外加電壓的Q倍。一、基本原理

串聯(lián)諧振電路中電流幅度（歸一化的電流）與外加信號(hào)頻率之間的關(guān)系曲線稱(chēng)為諧振曲線。諧振曲線的函數(shù)為：二、串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶諧振曲線包括幅頻特性曲線和相頻特性曲線，分別用|N(ω)|和ψ(ω)兩函數(shù)表示。對(duì)選頻特性而言，通常只關(guān)心幅頻特性|N(ω)|。針對(duì)幅頻特性又分為：頻率選擇性和通頻帶。選頻特性曲線|N(ω)|Q1ω0ω選頻特性曲線|N(ω)|Q1ω0ω見(jiàn)右圖，頻率ω偏離ω0越遠(yuǎn)，N(ω)下降得越多。因此，可用ω－ω0表示頻率偏離諧振的程度，稱(chēng)為失諧量Δω

1.頻率選擇性二、串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶通常，諧振電路研究ω0附近的頻率特性故

ω＋ω0

≈2ω0

，ωω0

≈，令ω-ω0

=?ω,則可得對(duì)于同樣的頻率ω和ω0，回路的Q值愈大，N(ω)下降的越多。

回路的Q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。串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線二、串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶

所以，定義廣義失諧量

可以看到，影響諧振曲線的因素是品質(zhì)因數(shù)Q和失諧量Δω，因此，要衡量電路偏離諧振的程度，必須包含Q和失諧量Δω的綜合效果。當(dāng)

0，即失諧不大時(shí)：二、串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶廣義失諧量幅頻特性函數(shù)N(ξ)和曲線分別為串聯(lián)振蕩回路通用諧振曲線二、串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶2.通頻帶串聯(lián)振蕩回路的通頻帶二、串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶通頻帶：當(dāng)幅頻特性曲線下降到最大值的0.707倍時(shí)，對(duì)應(yīng)的下面，求解帶寬二、串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶由于回路Q(chēng)值越高，選擇性越好，但通頻帶越窄。

由于人耳聽(tīng)覺(jué)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)與圖像信號(hào)的傳輸問(wèn)題，在這種情況下，相位特性失真會(huì)嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。三、串聯(lián)諧振電路的相位特性曲線串聯(lián)振蕩回路的相位特性曲線串聯(lián)振蕩回路通用相位特性三、串聯(lián)諧振電路的相位特性曲線

由右圖可見(jiàn)，Q值愈大，相頻特性曲線在諧振頻率ω0附近的變化愈陡峭。但是，線性度變差，或者說(shuō)，線性范圍變窄。串聯(lián)振蕩回路的相位特性曲線三、串聯(lián)諧振電路的相位特性曲線

把考慮信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)的Q值叫做有載品質(zhì)因數(shù)，用QL表示:

考慮信號(hào)源內(nèi)阻RS和負(fù)載電阻RL后，由于回路總的損耗增大，回路Q(chēng)L值將下降。由于QL值低于Q0，因此考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載電阻后，串聯(lián)諧振電路的選擇性變壞，通頻帶加寬。四、信號(hào)源內(nèi)阻與負(fù)載電阻的影響

沒(méi)有考慮信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)回路本身的Q值叫做空載品質(zhì)因數(shù)(或無(wú)載品質(zhì)因數(shù))，用Q0表示：四、信號(hào)源內(nèi)阻與負(fù)載電阻的影響可以看到，當(dāng)電源內(nèi)阻R1越大，通頻帶越寬，選擇性越差，所以串聯(lián)諧振回路只適用于低內(nèi)阻的電壓源，不適用于電流源或者高內(nèi)阻的電壓源！

串聯(lián)諧振電路由電感線圈（包括其損耗電阻）和電容器構(gòu)成，電感L和電容C只存儲(chǔ)能量，不消耗信號(hào)源的能量，消耗能量的只有損耗電阻R。1.能量關(guān)系五、諧振回路的能量關(guān)系電容和電感的瞬時(shí)功率電容和電感的瞬時(shí)儲(chǔ)能(設(shè)起始儲(chǔ)能為零)電容和電感的伏安特性方程五、諧振回路的能量關(guān)系設(shè)諧振時(shí)回路中電流O電容上電壓電容的瞬時(shí)儲(chǔ)能電感的瞬時(shí)儲(chǔ)能五、諧振回路的能量關(guān)系電感的瞬時(shí)儲(chǔ)能：回路的品質(zhì)因數(shù)可得回路總的瞬時(shí)儲(chǔ)能：五、諧振回路的能量關(guān)系電容的瞬時(shí)儲(chǔ)能：電感的瞬時(shí)儲(chǔ)能：串聯(lián)諧振電路中的能量關(guān)系五、諧振回路的能量關(guān)系

就能量關(guān)系而言，所謂“諧振”，是指：能量不斷從電能轉(zhuǎn)化為磁能，再?gòu)拇拍苻D(zhuǎn)化為電能?；芈分写鎯?chǔ)的總能量不變，只是在電感與電容之間相互轉(zhuǎn)換；外加電動(dòng)勢(shì)只提供回路電阻所消耗的能量，以維持回路的等幅振蕩，而且諧振電路中電流最大。五、諧振回路的能量關(guān)系v動(dòng)能h勢(shì)能u電勢(shì)能i磁能回路一個(gè)周期的損耗回路的品質(zhì)因數(shù)可得五、諧振回路的能量關(guān)系可得回路總瞬時(shí)儲(chǔ)能回路一個(gè)周期的損耗表示回路或線圈中的損耗。五、諧振回路的能量關(guān)系串聯(lián)諧振電路總結(jié)2、諧振時(shí)串聯(lián)阻抗最小1、串聯(lián)諧振回路適用于低內(nèi)阻的電壓源，不適用于電流源。諧振頻率：3、串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容兩端的電壓大小相等，方向相反，且等于外加電壓的Q倍。4、特性阻抗即諧振時(shí)的電感和電容的阻抗5、品質(zhì)因數(shù)6、通頻帶

BW0.7=2Δf1=f0/Q回路Q(chēng)值越高，選擇性越好，但通頻帶越窄，二者矛盾。串聯(lián)諧振電路總結(jié)有載品質(zhì)因數(shù)：空載品質(zhì)因數(shù)：8、接入信號(hào)源及負(fù)載后，將使回路品質(zhì)因數(shù)下降，選擇性變壞，通頻帶加寬。7、幅頻特性和相頻特性損耗電阻

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。意味著串聯(lián)諧振電路不適合用在電流源電路中，適合于電壓源。諧振頻率選頻特性曲線

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。1.1.3并聯(lián)諧振電路1.1.3并聯(lián)諧振電路收音機(jī)的共發(fā)射極中頻放大電路，負(fù)載采用并聯(lián)諧振回路濾波。

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。當(dāng)信號(hào)源是高內(nèi)阻的電壓源或者是電流源時(shí)，宜采用并聯(lián)諧振回路損耗電阻1.1.3并聯(lián)諧振電路損耗電阻回路的總阻抗高Q一、基本原理和特性

采用導(dǎo)納分析并聯(lián)振蕩回路及其等效電路比較方便，為此引人并聯(lián)振蕩回路的導(dǎo)納。損耗電阻回路總導(dǎo)納式中電導(dǎo)G和電納B分別為一、基本原理和特性等價(jià)當(dāng)時(shí)，wOBwO電納wCB=wC－1wL1Lw－pw感性容性wP

諧振特性：在某一特定頻率上（諧振狀態(tài)）時(shí)，導(dǎo)納具有最小值，阻抗具有最大值，而偏離此頻率時(shí)導(dǎo)納將迅速增大，阻抗迅速減小。諧振條件:即信號(hào)頻率或一、基本原理和特性回路總導(dǎo)納1)

<p時(shí)，B<

0呈感性；2)

=p時(shí)，B=0呈純阻性；3)>

p時(shí)，B>

0呈容性。1.阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：BwO電納wCB=wC－1wL1Lw－感性容性wP一、基本原理和特性選頻特性曲線wOpw一、基本原理和特性，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2.諧振時(shí)，回路阻抗值最大，即損耗電阻空載時(shí)固有品質(zhì)因數(shù)諧振時(shí)的電容和電感的阻抗LC回路的特性阻抗LC并聯(lián)諧振電路的重要參數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q是諧振電路固有參數(shù)，與外界信號(hào)頻率無(wú)關(guān)LC并聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)Q，它反映諧振電路損耗的大小損耗電阻iu+-并聯(lián)諧振阻抗：LC并聯(lián)諧振電路的重要參數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q：LC諧振回路的特性阻抗：這幾個(gè)公式非常重要！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，方向相反，且約等于外加電流的Q倍；一、基本原理和特性并聯(lián)諧振時(shí)V0總結(jié)1)

<p時(shí)，B<

0呈感性；2)

=p時(shí)，B=0呈純阻性；3)>

p時(shí)，B>0呈容性。2.阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：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，方向相反，且約等于外加電流的Q倍。1.諧振時(shí)，回路阻抗值最大；當(dāng)信號(hào)源為電流源時(shí)，回路電壓最大，即，具有帶通選頻特性。一、基本原理和特性

回路中電壓幅值（歸一化電壓）與外加電流頻率之間的關(guān)系曲線稱(chēng)為諧振曲線。因此，表示諧振曲線的函數(shù)為wOpw二、諧振曲線、相位特性曲線和通頻帶選頻特性曲線二、諧振曲線、相位特性曲線和通頻帶通常，諧振電路研究ω0附近的頻率特性故

ω＋ω0

≈2ω0

，ωω0

≈，令ω-ω0

=?ω,故

可見(jiàn)，對(duì)串聯(lián)和并聯(lián)諧振回路而言，諧振曲線是相似的。二、諧振曲線、相位特性曲線和通頻帶pN(W)

1幅頻特性p90o-90o相頻特性0o諧振時(shí)，回路相移為零，阻抗為純電阻且為最大值。Q值增大，曲線變陡p90o-90o0oQ增大pN(W)

1Q增大當(dāng)比值下降到0.707時(shí)，對(duì)應(yīng)的帶寬2Δf定義為“通頻帶BW0.7”

BW0.7=2Δf1=f0/Q為了衡量選頻特性，計(jì)算比值下降到0.1時(shí)對(duì)應(yīng)的帶寬BW0.1BW0.1=2Δf2

=10f0/Q通頻帶與回路的品質(zhì)因數(shù)Q成反比，Q越高，諧振曲線愈尖銳，回路的選擇性越好，通頻帶越窄。

1、通頻帶

通頻帶BW0.7選擇性用矩形系數(shù)K0.1綜合評(píng)價(jià)

K0.1越接近1,選擇性越好

選擇性K0.1LC并聯(lián)諧振電路矩形系數(shù)K0.1Of1.0BW0.1=BW0.7O1.0f0.7070.1BW0.7BW0.1矩形系數(shù)與Q無(wú)關(guān)2、選擇性LrUs.CRLRS有載品質(zhì)因數(shù)：空載品質(zhì)因數(shù)：接入信號(hào)源及負(fù)載將使回路品質(zhì)因數(shù)下降，選擇性變壞，通頻帶加寬。顯然，Qe<Q

采用部分接入并聯(lián)諧振電路減小負(fù)載影響三、信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的影響

考慮信號(hào)源內(nèi)阻Rs和負(fù)載電阻RL后，由于回路總的損耗增大，回路Q(chēng)值將下降，稱(chēng)為有載品質(zhì)因數(shù)Qe。三、信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的影響可以看到，當(dāng)電源內(nèi)阻R1越大，通頻帶越窄，選擇性越好，所以串聯(lián)諧振回路只適用于高內(nèi)阻的電壓源或電流源，不適用于低內(nèi)阻的電壓源！損耗電阻下面，計(jì)算一下精確的諧振頻率四、低Q值的并聯(lián)諧振回路損耗電阻當(dāng)令阻抗是純電阻時(shí)，即諧振頻率為四、低Q值的并聯(lián)諧振回路分母虛部為零時(shí)，有最大阻抗，此時(shí)頻率為：結(jié)論：由于Q值低，因此電路總阻抗Z的最大值與純阻不是同時(shí)發(fā)生。四、低Q值的并聯(lián)諧振回路阻抗是純電阻時(shí)阻抗：諧振頻率：并聯(lián)諧振電路總結(jié)2、諧振最大并聯(lián)阻抗4、特性阻抗即諧振時(shí)的電感和電容的阻抗5、品質(zhì)因數(shù)6、通頻帶和矩形系數(shù)

BW0.7=2Δf1=f0/QBW0.1=2Δf2

=10f0/Q1、并聯(lián)諧振回路適用于電流源時(shí)，不適用于低內(nèi)阻電壓源。諧振頻率：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，方向相反，且約等于外加電流的Q倍；并聯(lián)諧振電路總結(jié)有載品質(zhì)因數(shù)：空載品質(zhì)因數(shù)：8、接入信號(hào)源及負(fù)載后，將使回路品質(zhì)因數(shù)下降，選擇性變壞，通頻帶加寬。7、幅頻特性和相頻特性9、低Q值的并聯(lián)諧振頻率回路Q(chēng)值越高，選擇性越好，但通頻帶越窄。LrCIs.+Uo

–[解]（1）求f0、Q、Rp例1.1.1L

=

180

H,C

=

140

PF,r

=

10

,試求（1）

f0、

Q、Rp；（2）、時(shí)的等效阻抗和相移。例題（2）由例題LrCRL根據(jù)特性阻抗ρ越大，空載品質(zhì)因數(shù)Q和Rp越大，但是有載品質(zhì)因數(shù)：越小，所以ρ不是越大越好當(dāng)時(shí)，有載品質(zhì)因數(shù)Qe有最大值。結(jié)論：特性阻抗ρ（也就是L和C的比值）應(yīng)該根據(jù)電感損耗電阻r以及外接的負(fù)載電阻RL來(lái)確定取值。如何設(shè)置特性阻抗ρ的取值

例1.1.2下圖中，L=586H,C=200PF,r=12,RS

=RL=100k

，試分析信號(hào)源及負(fù)載對(duì)諧振電路特性的影響。1.計(jì)算無(wú)RS、RL時(shí)回路的固有特性：f0、Q、RP、BW0.7[解]LrUs.CRLRS例題2.計(jì)算有RS、RL時(shí)回路的特性：f0、Q、RP、BW0.7LrUs.CRLRSLIs.CRe由于L、C不變，故諧振頻率f0仍為465kHz例題L=586H,C=200PF，r=12，RS

=RL=100k

所以ρ太大了，如果將L減小一半，C增大一倍當(dāng)時(shí)，有載品質(zhì)因數(shù)Qe有最大值。

在電路分析中，為了計(jì)算方便，有時(shí)需要把電感與電阻串聯(lián)形式的線圈等效電路轉(zhuǎn)換為電感與電阻的并聯(lián)形式，把電容與電阻的并聯(lián)等效電路轉(zhuǎn)換為電容和電阻的串聯(lián)形式。 電感線圈串、并聯(lián)等效電路RSLS12RPLP1’2’1.1.4串并聯(lián)阻抗的等效變換

電容器的串、并聯(lián)等效電路RSCS12CpRP1’2’RSjXSYS

下圖中的XS表示串聯(lián)形式電感或電容的阻抗，RS表示電阻的阻抗，XP、RP表示并聯(lián)形式下電感或電容的阻抗和電阻的阻抗，YS表示串聯(lián)形式的總導(dǎo)納，YP表示并聯(lián)形式的總導(dǎo)納，推導(dǎo)串并聯(lián)電路等價(jià)的條件。 jXPRPYP1.1.4串并聯(lián)阻抗的等效變換RSXSYS

串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)變換后，品質(zhì)因數(shù)不變，電抗性質(zhì)不變。串聯(lián)變并聯(lián)，阻抗變大。并聯(lián)變串聯(lián)，阻抗變小。1.1.4串并聯(lián)阻抗的等效變換XPRPYP

當(dāng)電抗元件是電感時(shí)：由上述結(jié)果表明:

一個(gè)高Q電感線圈，其等效電路可以表示為串聯(lián)形式,也可以表示為并聯(lián)形式。在兩種形式中，電感值近似不變，串聯(lián)電阻與并聯(lián)電阻的乘積等于感抗的平方。1.1.4串并聯(lián)阻抗的等效變換電感線圈串、并聯(lián)等效電路RSLS12RPLP1’2’

由式(2.1.4)看出，RS越小RP就越大，即損耗小，反之，則損耗大。一般地，RS為幾歐的量級(jí)，變換成RP則為幾十千歐到幾百千歐。

Q既可以用串聯(lián)形式的參數(shù)表示，也可以用并聯(lián)形式的參數(shù)表示：(2.1.4)1.1.4串并聯(lián)阻抗的等效變換

當(dāng)電抗元件是電容時(shí)：電容器的串、并聯(lián)等效電路RSCS12CpRP1’2’由上述結(jié)果表明:

一個(gè)實(shí)際的電容器，其等效電路可以表示為串聯(lián)形式，也可以表示為并聯(lián)形式。兩種形式中電容值近似不變，串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的乘積等于容抗的平方。

電容器損耗電阻的大小主要由介質(zhì)材料決定。QS值可達(dá)幾千到幾萬(wàn)的數(shù)量級(jí)，與電感線圈相比,電容器的損耗常常忽略不計(jì)。同樣RS越小RP就越大，即損耗小，反之，則損耗大。一般地，RP為幾兆歐量級(jí)。

Q既可以用串聯(lián)形式的參數(shù)表示，也可以用并聯(lián)形式的參數(shù)表示：(2.1.5)串并聯(lián)阻抗的等效變換總結(jié)串并聯(lián)阻抗的等效變換公式：基本公式：

串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)變換后，品質(zhì)因數(shù)不變，電抗性質(zhì)不變。串聯(lián)變并聯(lián)，阻抗變大。并聯(lián)變串聯(lián)，阻抗變小。解：RSLSLPRP

例1.1.2100nH10

下圖中，已知f=100MHz，求LP和RP。=102.5nH例題解：

例3.3.250pF下圖中，已知f=50MHz，求CS和RS。RPCP200RSCS=55pF例題[證明]LrCU.ZLCU.ZRp=L/rC思考：如何用串并聯(lián)變換公式證明這個(gè)結(jié)論？并聯(lián)諧振電路的等效電路1.1.5抽頭式并聯(lián)電路的阻抗變換

信號(hào)源和負(fù)載直接并聯(lián)在L,C元件兩端，存在以下三個(gè)問(wèn)題：

①諧振電路Q(chēng)值