高頻第1章-諧振回路與阻抗變換課件

第1章諧振回路與阻抗變換

1.1LC并聯(lián)諧振回路1.2LC串聯(lián)諧振回路1.3實(shí)際諧振回路與有載品質(zhì)因數(shù)1.4無源阻抗變換網(wǎng)絡(luò)1.5集中選頻濾波器選頻回路指標(biāo)：諧振頻率ω0=

當(dāng)外部輸入信號(hào)的角頻率ω外等于ω0時(shí)，回路的導(dǎo)納值為純電導(dǎo)，此時(shí)回路處于諧振狀態(tài)；當(dāng)外部輸入信號(hào)的角頻率ω外不等于ω0時(shí)，回路處于失諧狀態(tài)。1、回路諧振時(shí)的特點(diǎn)阻抗特性：回路諧振時(shí)，感抗與容抗大小相等，極性相反，相互抵消；

導(dǎo)納為純電導(dǎo)。

特性阻抗：此時(shí)回路導(dǎo)納最?。夯蛘咦杩棺畲螅和ǔ⒅C振時(shí)的容抗或感抗稱為回路的特性阻抗：(2)電壓特性：諧振時(shí)回路兩端的電壓最大；并與激勵(lì)信號(hào)電流同向。(3)品質(zhì)因數(shù)Q：回路的儲(chǔ)能與耗能之比；(4)電流特性：諧振時(shí)通過電感與電容的電流大小相等，方向相反。2、并聯(lián)諧振回路的選頻特性輸出信號(hào)幅度隨輸入信號(hào)頻率變化的特性。

LC并聯(lián)諧振回路的輸出信號(hào)電壓為：（1）當(dāng)輸入信號(hào)頻率遠(yuǎn)離諧振頻率時(shí)，即ω》ω0

或ω《ω0

時(shí)，輸出信號(hào)幅度趨近于零，即輸入信號(hào)被濾除了。（2）當(dāng)輸入信號(hào)頻率接近于諧振頻率時(shí)即：(1)

幅頻特性歸一化的電壓選頻特性(2)

相頻特性：相頻特性曲線的斜率

可見，當(dāng)輸入頻率發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓的幅度和相位均發(fā)生變化。(3)

電抗特性：若忽略損耗電阻R1.回路諧振時(shí)，ω=ω0，回路呈現(xiàn)開路狀態(tài)；2.失諧時(shí)，當(dāng)ω>ω0,X<0,回路呈現(xiàn)容性，可等效為一個(gè)電容；當(dāng)ω<ω0時(shí)，X>0,回路呈現(xiàn)感性，可等效為一個(gè)電感。1

已知LC并聯(lián)諧振回路的電感L在時(shí)測(cè)得，。求諧振回路為時(shí)的C和并聯(lián)諧振電阻R.2已知并聯(lián)諧振回路的諧振頻率，，調(diào)頻帶，試求回路的電感L、品質(zhì)因數(shù)。例題諧振頻率ω0=

回路阻抗：1、回路諧振時(shí)的特點(diǎn)(1)

阻抗特性：回路諧振時(shí)，感抗與容抗大小相等，極性相反，相互抵消；呈現(xiàn)為純阻抗。特性阻抗(2)電流特性：諧振時(shí)回路兩端的電流最大；并與激勵(lì)信號(hào)電壓相同。(3)品質(zhì)因數(shù)Q：回路的儲(chǔ)能與耗能之比；(4)電壓特性：諧振時(shí)通過電感與電容的電壓大小相等，方向相反。2、串聯(lián)諧振回路的選頻特性輸出信號(hào)幅度隨輸入信號(hào)頻率變化的特性。

LC串聯(lián)諧振回路的輸出信號(hào)電流為：（1）當(dāng)輸入信號(hào)頻率遠(yuǎn)離諧振頻率時(shí)，即ω》ω0

或ω《ω0

時(shí)，輸出信號(hào)電流幅度也趨近于零，即輸入信號(hào)被濾除了。（2）當(dāng)輸入信號(hào)頻率接近于諧振頻率時(shí)即：(1)

幅頻特性歸一化的電流選頻特性(2)

相頻特性：相頻特性曲線的斜率

可見，當(dāng)輸入頻率發(fā)生變化時(shí)，輸出電流的幅度和相位均發(fā)生變化。(3)

電抗特性：忽略諧振回路中的損耗電阻

則串聯(lián)諧振回路的電抗特性：1.回路諧振時(shí)，ω=ω0，X=0，回路呈現(xiàn)短路狀態(tài)；2.失諧時(shí)，當(dāng)ω>ω0,X>0,回路呈現(xiàn)感性，可等效為一個(gè)電感；當(dāng)ω<ω0時(shí)，X<0,回路呈現(xiàn)容性，可等效為一個(gè)電容。1.已知LC串聯(lián)諧振回路的，諧振時(shí)電阻。試求：L，1.3實(shí)際諧振回路1、電感線圈電阻特性：在交流電流通過時(shí)除了電感的特性，

因?qū)Ь€發(fā)熱而引起的損耗。電容特性：當(dāng)工作頻率很高時(shí)，線圈的分布電容存在.電感線圈的高頻等效電路一、高頻電路中的電感線圈與電容頻率高時(shí)頻率較低時(shí)2、電容在高頻下工作的電容，可以等效為一個(gè)電容和一個(gè)交流等效電阻。電容器的高頻等效電路

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。要串、并聯(lián)導(dǎo)納等效，即：串、并聯(lián)支路等效互換二、串并聯(lián)阻抗變換故盡管電路形式變化，但是二者的品質(zhì)因數(shù)應(yīng)該相等。

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，從端口看過去其阻抗或者導(dǎo)納是相等的。要串、并聯(lián)阻抗等效，即：串、并聯(lián)支路等效互換故盡管電路形式變化，但是二者的品質(zhì)因數(shù)應(yīng)該相等。即：1、串聯(lián)到并聯(lián)等效互換的變換關(guān)系為：結(jié)論：2）串聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的并聯(lián)電抗。1）小的串聯(lián)電阻變?yōu)榇蟮牟⒙?lián)電阻。當(dāng)品質(zhì)因數(shù)足夠高時(shí)Q0≥10時(shí)，即：2、并聯(lián)到串聯(lián)等效互換的變換關(guān)系為：Q0≥10時(shí)，結(jié)論：2）并聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的串聯(lián)電抗。1）大的并聯(lián)電阻變?yōu)樾〉拇?lián)電阻。當(dāng)品質(zhì)因數(shù)足夠高時(shí)即：則當(dāng)由并聯(lián)支路轉(zhuǎn)換為串聯(lián)支路時(shí)：

例題1.1

Q0≥10時(shí)，串聯(lián)變換成并聯(lián)：

例題1.2

Q0≥10時(shí)，三、實(shí)際諧振回路考慮負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻的實(shí)際并聯(lián)諧振回路p16。實(shí)際并聯(lián)諧振回路及其等效電路1.4無源阻抗變換網(wǎng)絡(luò)阻抗變換（阻抗匹配）目的：(1)實(shí)現(xiàn)最大功率的傳輸；(2)可以改善電路中噪聲系數(shù)；(3)濾波器或選頻回路的前后匹配可以發(fā)揮其最佳性能。一、阻抗變換的一般電路網(wǎng)絡(luò)輸入功率等于輸出功率令接入系數(shù)：改變接入系數(shù)，就可以改變等效電阻(1)變壓器接入阻抗變換網(wǎng)絡(luò)；(2)電抗部分接入的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)(3)L型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)二、常用的阻抗變換電路(4)T型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)(5)型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)1、變壓器阻抗變換調(diào)節(jié)變壓器初、次級(jí)的線圈匝數(shù)即可實(shí)現(xiàn)阻抗變換。2、電抗部分接入的阻抗變換電阻RL接在兩個(gè)相同性質(zhì)的電抗元件之間。P一定小于1(1)電感部分接入(2)

電容部分接入

接入的電阻變?yōu)槿拷尤耄杩箶U(kuò)大了1/P2倍。(3)

并聯(lián)支路的Q不夠大的情況

必須采用串并聯(lián)互換公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例1.4用電容部分接入方式設(shè)計(jì)一個(gè)窄帶阻抗變換網(wǎng)絡(luò)如圖所示。要求工作頻率為1GHz，帶寬為50MHz，若將負(fù)載電阻變換為阻抗

3、L型阻抗變換網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)支路所以，左端口得到的等效電阻變大了。并聯(lián)支路所以，左端口得到的等效電阻變小了。1

阻抗變換網(wǎng)絡(luò)減小負(fù)載電阻對(duì)回路Q的影響三、阻抗變換電路的應(yīng)用品質(zhì)因數(shù)下降，負(fù)載電阻越小，Q下降越多。1

阻抗變換網(wǎng)絡(luò)減小負(fù)載電阻對(duì)回路Q的影響Q提高2

利用阻抗變換網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳輸匹配調(diào)整Q值，使電路匹配例1.5例1.6某電路如圖示。設(shè)電路工作頻率，信號(hào)源阻，負(fù)載電阻。試設(shè)計(jì)一個(gè)阻抗變換網(wǎng)絡(luò)使電路匹配。1.5晶體濾波器晶體濾波器：用特殊方式切割成的石英晶片兩面涂上銀層作為電極而制成的。壓電效應(yīng)(1)正壓電效應(yīng)(2)反壓電效應(yīng)晶體濾波器的等效電路和電路符號(hào)晶體濾波器是一串并聯(lián)的振蕩回路,其串聯(lián)諧振頻率fS和并聯(lián)諧振頻率fP串聯(lián)諧振頻率fS和并聯(lián)諧振頻率fP晶體濾波器的電抗曲線

電抗特性諧振頻率ω0=

小結(jié)

特性阻抗并聯(lián)：串聯(lián)：經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.