《選頻網(wǎng)絡(luò)》課件

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1、第二章選頻網(wǎng)絡(luò)高頻電子線路中常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有：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。單振蕩回路耦合振蕩回路選頻網(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單諧振回路：由單個(gè)L、C組成的諧振回路；耦合諧振回路：通過磁場（互感）或電場（電容）將兩個(gè)或兩個(gè)以上的單諧振回路耦合而成的回路；LC集中濾波器：用多個(gè)L、C，通過串聯(lián)和并聯(lián)構(gòu)成的多節(jié)濾波器。石英晶體濾波器：石英晶體是一種具有壓電效應(yīng)的二氧化硅晶體，晶體有光軸，與光軸不同角度將晶體切割成片狀，兩面鍍上銀層，各焊上引線，可制作成石英晶體。由于具有壓電效應(yīng)，動(dòng)態(tài)時(shí)

2、其等效電路是L、C的串并聯(lián)形式，因此有串聯(lián)和并聯(lián)兩個(gè)諧振頻率，具有諧振特性和濾波特性，有時(shí)也稱為石英諧振器。除此之外，還有許多類型的濾波器，如開關(guān)電容濾波器、數(shù)字濾波器等。上述可知，最常用的、容易調(diào)諧的、容易進(jìn)行級(jí)間耦合匹配的、廉價(jià)的仍是LC調(diào)諧回路。所以，本節(jié)將著重討論LC諧振回路。陶瓷濾波器：實(shí)際上是壓電陶瓷濾波器，其特性與石英的特性相近,不過是人工用鋯鈦酸鉛[Pb(ZrTi)O2]燒結(jié)而成。有時(shí)也叫壓電陶瓷諧振器。聲表面波濾波器：它是利用集成電路制造技術(shù)，在壓電基片上（壓電陶瓷等）形成兩對(duì)叉指形還能器，用叉指形還能器來產(chǎn)生、控制和檢出聲表面波，從而達(dá)到對(duì)電信號(hào)的濾波作用。R

3、、C濾波器：通過R、C的串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成濾波器。R、C濾波器通常用在低頻電路中。2.1串聯(lián)諧振回路2.2并聯(lián)諧振回路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2.4耦合回路2.5濾波器的其他形式2.1串聯(lián)諧振回路2.1.1基本原理2.1.2串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線和通頻帶2.1.3串聯(lián)振蕩回路的相位特性曲線2.1串聯(lián)諧振回路由電感線圈和電容器組成的單個(gè)振蕩電路，稱為單振蕩回路。2.1串聯(lián)諧振回路信號(hào)源與電容和電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。2.1串聯(lián)諧振回路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，

4、電容的損耗很小，可以忽略不計(jì)。損耗電阻RwwO電抗2.1.1基本原理一、諧振現(xiàn)象阻抗容性感性wLX=wL－1wCw01Cw－0w2.1.1基本原理wO電抗容性感性wLX=wL－1wCw01Cw－阻抗Rw0w諧振頻率串聯(lián)單振蕩回路的諧振特性：其阻抗在某一特定頻率上具有最小值（諧振狀態(tài)），而偏離此頻率時(shí)將迅速增大。2.1.1基本原理諧振條件:即信號(hào)頻率或阻抗wO電抗容性感性wLX=wL－1wCw01Cw－Rw0w諧振頻率2.1.1基本原理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，二、諧振特性當(dāng)回路阻抗Z＝R，即為一

5、個(gè)純電阻時(shí)，稱為串聯(lián)諧振。2.1.1基本原理1)??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、電容消失了！wO電抗容性感性wLx=wL－1wCw01Cw－阻抗2.1.1基本原理實(shí)際上，諧振時(shí)：諧振電流達(dá)到最大，且與同相又因?yàn)樗?.1.1基本原理為了表征諧振時(shí)電感L和電容C兩端電壓值的大小，引用電感線圈的品質(zhì)因數(shù)線圈的Q值常在幾十到一、二百左右。特性阻抗：稱為回路的品質(zhì)因數(shù)定義：回路品質(zhì)因數(shù)指諧振時(shí)，回路感抗（或容抗）與電阻R的比值。2.1.1基本原理考慮到，諧振時(shí)3.串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容兩端

6、的電壓模值大小相等，且等于外加電壓的Q倍；由于Q值較高，必須預(yù)先注意回路元件的耐壓問題。2.1.1基本原理。二者的關(guān)系可以借助回路中的電流和電壓的相量圖求得。實(shí)際上，損耗是包含在線圈中的，所以電感線圈上的電壓諧振時(shí)O2.1.1基本原理總結(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。2.1.1基本原理注意：線圈Q與回路Q的區(qū)別回路的品質(zhì)因數(shù)線

7、圈的品質(zhì)因數(shù)(回路的特性阻抗)二者的區(qū)別：回路Q0限定于諧振時(shí)，線圈Q無此限制。二者的相同點(diǎn)：都表示回路或線圈中的損耗。2.1.2串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線和通頻帶1.定義：回路中電流幅值與外加電壓頻率之間的關(guān)系曲線稱為諧振曲線。因此，表示諧振曲線的函數(shù)為2.1.2串聯(lián)振蕩回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。僅對(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，又分為兩個(gè)方面：頻率選擇性和通頻帶。2.1.2串聯(lián)振蕩回