高頻電路選頻網(wǎng)絡(luò).ppt

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1、第2章選頻網(wǎng)絡(luò)在高頻電子線路中應(yīng)用的選頻網(wǎng)絡(luò)分為兩大類：第一類是由電感和電容元件組成的振蕩回路（也稱諧振回路），它又可分為單諧振回路和耦合諧振回路；第二類是各種濾波器，如LC集中參數(shù)濾波器，石英晶體濾波器，陶瓷濾波器和聲表面波濾波等。諧振回路按電路的形式分為：1.串聯(lián)諧振回路2.并聯(lián)諧振回路3.耦合諧振回路本章討論各種諧振回路在正弦穩(wěn)態(tài)情況下的諧振特性和頻率特性。濾波器：是一種能使有用頻率信號(hào)通過(guò)而同時(shí)抑制或衰減無(wú)用頻率信號(hào)的電子裝置。分類低通（LPF）高通（HPF）帶通（BPF）帶阻（BEF）全通（APF）RpLCRSiSRLCRSiSRLCRSuS串聯(lián)LC諧振回路RLCRSuSRL

2、CRSuSZS仿真2.1串聯(lián)諧振回路RLCRSuSRLCRSuSii品質(zhì)因數(shù)：RLCRSuS+uC-+uL-ii+ui-+uR-仿真RLCRSuS2.1.2串聯(lián)諧振回路的諧振曲線和通頻帶通頻帶：當(dāng)α下降為0.707時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率范圍。Q2Q1Q1>Q2ω0ωI/I0矩形系數(shù):=9.96等效品質(zhì)因數(shù)：通頻帶：電源內(nèi)阻與負(fù)載電阻的影響空載2.1.3串聯(lián)諧振回路的相位特性曲線φo+π/2φ(f)f-π/20-φofof1f22Δf0．7理想實(shí)際電容性電感性R2.2并聯(lián)諧振回路2.2.1基本原理及特性諧振頻率：品質(zhì)因數(shù)：RLCRSiS回路阻抗RLCRSiSRpLCRSiSRpLCRSiS+ui-

3、2.2.2并聯(lián)諧振回路的諧振曲線、相位特性曲線和通頻帶通頻帶：Q2>Q1Q11OQ2OQ1Q2相頻特性：電感性電容性Rp等效品質(zhì)因數(shù)：通頻帶：2.2.3電源內(nèi)阻與負(fù)載電阻的影響RpLCRSiSRL例1設(shè)一并聯(lián)諧振回路，諧振頻率f0=10MHz，回路電容C＝50pF，試計(jì)算所需的線圈電感L。又若線圈品質(zhì)因素為Q＝100，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0.5MHz,則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足要求？解：（1）計(jì)算L值（2）回路的諧振電阻和帶寬（3）求滿足0.5MHz帶寬的并聯(lián)電阻設(shè)回路并聯(lián)電阻為，回路有載品質(zhì)因數(shù)為將已知條件帶入，可得：2.3串并聯(lián)阻抗的等效互換與回

4、路抽頭時(shí)的阻抗變換2.3.1串、并聯(lián)阻抗的等效互換（高Q情況）2.3.2并聯(lián)諧振回路的其它形式諧振時(shí)諧振阻抗2.3.3抽頭式并聯(lián)電路的阻抗變換一、自耦變壓器耦合連接RsCN1N2RLRsLLCR’L12313V2接入系數(shù)，以p表示：或二、雙電容抽頭耦合連接RsLC1C2RLC1C2RLsC1C21212CR’L三、變壓器形式耦合連接LCR’sLC’LRs部分變?nèi)咳孔儾糠謎SRSL1C2C1RLiSRSL2L1C2C1RLabbacdcdL2例4應(yīng)用部分接入法的選頻電路接入系數(shù)對(duì)回路有載品質(zhì)因數(shù)影響明顯減小。例5如圖，抽頭回路由電流源激勵(lì),忽略回路本身的固有損耗,試求回路兩端電壓u(

5、t)的表示式及回路帶寬。解由于忽略了回路本身的固有損耗,因此可以認(rèn)為Q→∞。由圖可知,回路電容為諧振角頻率為電阻R1的接入系數(shù)等效到回路兩端的電阻為由于回路兩端電壓u(t)與i(t)同相,電壓振幅U=IR=2V,故輸出電壓為回路有載品質(zhì)因數(shù)回路帶寬電路如圖所示。已知L=500μH，C1=C2=40PF,Q0=40,IS=20mA,RS=50kΩ。求諧振時(shí)回路的總電流I及電容C1兩端的電壓VC1。2.4耦合回路ususisis互感耦合和電容耦合回路及其選頻特性1）石英晶體的物理特性：石英是礦物質(zhì)硅石的一種（也可人工制造），化學(xué)成分是SiO2，其形狀為結(jié)晶的六角錐體。圖(a)表示自然結(jié)晶體

6、，圖(b)表示晶體的橫截面。連接兩個(gè)角錐頂點(diǎn)的一根軸ZZ，稱為光軸，在圖(b)中沿對(duì)角線的三條XX軸，稱為電軸，與電軸相垂直的三條YY軸，稱為機(jī)械軸。YX1XYZYYXXYYXXYYXX(a)(b)2.5濾波器的其它形式2.5.2石英晶體濾波器鐘振：（小型圓筒式）品質(zhì)因素：＞４００００工作溫度范圍：－１０o―――６０oＣ負(fù)載電容：８，１０，１２，５，１５，２０ＰＦ激勵(lì)電平：＜１ｕｗ(20KHZ－150KHZ)貼片式16.000MHZ--54.000MHZ石英晶振,HC-49/S3.5MHZ--80.000MHZ壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)

7、象，同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。逆壓電效應(yīng)：當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。相反，當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，電場(chǎng)去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)，或稱為電致伸縮現(xiàn)象。壓電材料如：石英（quartz）、陶瓷、閃鋅礦（zincblende）、鈉氯酸鹽（sodiumchlorate）、電氣石（tourmalin