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1、1.1概述1.2ＬＣ諧振回路的選頻特性1.3變壓器或LC分壓式阻抗變換電路1.4LC選頻匹配網(wǎng)絡(luò)1.5章末小結(jié)第1章LC諧振回路返回主目錄第1章LC寫真1.1概述LC諧振回路是高頻電路里最常用的無源網(wǎng)絡(luò)，包括并聯(lián)回路和串聯(lián)回路兩種結(jié)構(gòu)類型。利用LC諧振回路的幅頻特性和相頻特性，不僅可以進(jìn)行選頻，即從輸入信號(hào)中選擇出有用頻率分量而抑制掉無用頻率分量或噪聲(例如在選頻放大器和正弦波振蕩器中)，而且還可以進(jìn)行信號(hào)的頻幅轉(zhuǎn)換和頻相轉(zhuǎn)換(例如在斜率鑒頻和相位鑒頻電路里)。另外，用L、C元件還可以組成各種形式的阻抗變換電路和匹配電路。所以，LC諧振回路雖然結(jié)構(gòu)
2、簡單，但是在高頻電路里卻是不可缺少的重要組成部分，在本書所介紹的各種功能的高頻電路單元里幾乎都離不開它。1.2LC諧振回路的選頻特性1.2.1并聯(lián)諧振回路圖1.21(a)是電感L、電容C和外加信號(hào)源組成的并聯(lián)諧振回路。r是電感L的損耗電阻，電容的損耗一般可以忽略。(b)圖是其等效轉(zhuǎn)換電路，ge0和Re0分別稱為回路諧振電導(dǎo)和回路諧振電阻。根據(jù)電路分析基礎(chǔ)知識(shí)，可以直接給出LC并聯(lián)諧振回路的某些主要參數(shù)及其表達(dá)式：(1)回路諧振電導(dǎo)(2)回路總導(dǎo)納Y=(3)諧振頻率ω0=(4)回路兩端諧振電壓U00=(5)回路空載Q值Q0=(6)單位諧振曲線。
3、諧振時(shí)，回路呈現(xiàn)純電導(dǎo)，且諧振導(dǎo)納最?。ɑ蛑C振阻抗最大）?；芈冯妷篣與外加信號(hào)源頻率之間的幅頻特性曲線稱為諧振曲線。諧振時(shí)，回路電壓U00最大。任意頻率下的回路電壓U與諧振時(shí)回路電壓U00之比稱為單位諧振函數(shù)，用Ｎ（ｆ）表示。Ｎ（ｆ）曲線稱為單位諧振曲線。Ｎ（ｆ）＝由Ｎ（ｆ）定義可知，它的值總是小于或等于１。由式（１．２．３）和式（１．２．５）可得:所以Ｎ(f)=定義相對(duì)失諧ε=，當(dāng)失諧不大時(shí)，即ｆ與ｆ0相差很小時(shí),ε＝所以N(f)=根據(jù)式（１．２．１０）可作出單位諧振曲線Ｎ（ｆ）。該曲線如圖１．２．２所示。(7)通頻帶、選擇性、矩形系數(shù)。由圖１
4、．２．２可知，Ｑ0越大，諧振曲線越尖銳，選擇性越好。為了衡量回路對(duì)于不同頻率信號(hào)的通過能力，定義單位諧振曲線上Ｎ（ｆ）≥所包含的頻率范圍為回路的通頻帶，用ＢＷ0.7表示。在圖上ＢＷ0.7＝ｆ2－ｆ1，取可得將式（１．２．１１）減去式（１．２．１２），可得到:所以BW0.7=f2-f1=(1.2.13)可見，通頻帶與回路Ｑ值成反比。也就是說，通頻帶與回路Ｑ值(即選擇性)是互相矛盾的兩個(gè)性能指標(biāo)。選擇性是指諧振回路對(duì)不需要信號(hào)的抑制能力，即要求在通頻帶之外，諧振曲線Ｎ（ｆ）應(yīng)陡峭下降。所以，Ｑ值越高，諧振曲線越陡峭，選擇性越好，但通頻帶卻越窄。一個(gè)理想
5、的諧振回路，其幅頻特性曲線應(yīng)該是通頻帶內(nèi)完全平坦，信號(hào)可以無衰減通過，而在通頻帶以外則為零，信號(hào)完全通不過，如圖１．２．２所示寬度為ＢＷ0.7、高度為１的矩形。為了衡量實(shí)際幅頻特性曲線接近理想幅頻特性曲線的程度，提出了“矩形系數(shù)”這個(gè)性能指標(biāo)。矩形系數(shù)Ｋ0.1定義為單位諧振曲線Ｎ（ｆ）值下降到０．１時(shí)的頻帶范圍ＢＷ0.1與通頻帶ＢＷ0.7之比，即:由定義可知，Ｋ01是一個(gè)大于或等于１的數(shù)，其數(shù)值越小，則對(duì)應(yīng)的幅頻特性越理想。例１．１求并聯(lián)諧振回路的矩形系數(shù)。解：取利用圖1.2.2，用類似于求通頻帶ＢＷ0.7的方法可求得:由上式可知，一個(gè)單諧振回路的矩
6、形系數(shù)是一個(gè)定值，與其回路Ｑ值和諧振頻率無關(guān)，且這個(gè)數(shù)值較大，接近１０，說明單諧振回路的幅頻特性不大理想。1.2.2串聯(lián)諧振回路圖１．２．３是串聯(lián)ＬＣ諧振回路的基本形式，其中ｒ是電感Ｌ的損耗電阻，ＲL是負(fù)載電阻。下面按照與并聯(lián)ＬＣ回路的對(duì)偶關(guān)系，直接給出串聯(lián)ＬＣ回路的主要基本參數(shù)?；芈房傋杩筞＝RL+r+j回路空載Ｑ值Q0=回路有載Ｑ值Qe=諧振頻率f0=單位諧振函數(shù)N(f)=通頻帶BW0.7=其中Ｉ是任意頻率時(shí)的回路電流,Ioo是諧振時(shí)的回路電流。1.2.3串、并聯(lián)諧振回路阻抗特性比較串聯(lián)諧振回路空載時(shí)阻抗的幅頻特性和相頻特性表達(dá)式分別
7、為：Z=r+j并聯(lián)諧振回路空載時(shí)阻抗的幅頻特性和相頻特性表達(dá)式分別為：圖１．２．４（ａ）、（ｂ）分別是串聯(lián)諧振回路與并聯(lián)諧振回路空載時(shí)的阻抗特性曲線。由圖可見，前者在諧振頻率點(diǎn)的阻抗最小，相頻特性曲線斜率為正；后者在諧振頻率點(diǎn)的阻抗最大，相頻特性曲線斜率為負(fù)。所以，串聯(lián)回路在諧振時(shí)，通過電流Ｉ00最大；并聯(lián)回路在諧振時(shí)，兩端電壓U00最大。在實(shí)際選頻應(yīng)用時(shí)，串聯(lián)回路適合與信號(hào)源和負(fù)載串聯(lián)連接，使有用信號(hào)通過回路有效地傳送給負(fù)載；并聯(lián)回路適合與信號(hào)源和負(fù)載并聯(lián)連接，使有用信號(hào)在負(fù)載上的電壓振幅增大。串、并聯(lián)回路的導(dǎo)納特性曲線正好相反。前者在諧振頻率
8、處的導(dǎo)納最大，且相頻特性曲線斜率為負(fù)；后者在諧振頻率處的導(dǎo)納最小，且相頻特性曲線
