电工学:第二章 选频网络

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并联电路发生谐振的状态(2)
Rp
Qpp L
Qp
1
pC
注意与串联谐振回路的比较
谐振时,谐振电阻等于电感或电容支路电抗值的Qp倍。
这是并联谐振回路的特点。
.
IC
谐振电压:
.
V
O
.
I s
RP
L. Is
CR
谐振电流: 是回路电流的QP倍,又称电流谐振。
.
.
Is V0
I . CP
.
V O/
1
j pC
.
j pC V O
1
当 L>>R, =p时,B=0, ωpC p L 0
Z =R p ,且=0,并联振荡回路阻抗为纯电阻,且为最大值。
G
CR L
,

Rp
L CR
p
1 LC
注意
R L
C
Rp
1 Gp
L CR
2 p
L2
R
1
p2C 2R
Qp
pL
R
1 1
pCR R
L C
Rp
pL
pCRp
固有品质因数
第2.3章 高频小信号调谐放大器
谐振频率
0
1 LC
空载品质 因数
Q0
R0 0L
f0
2
1 LC
谐振电阻 R R0 // Rs // RL
有载品质 因数
QL
R 0L
R0C
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.4 影响谐振回路选频性能的因素有哪些? ——负载和信号源内阻
QL Q0
所以,谐振回路有载时与空载时相比, 回路通频带, 选择性。
1 概述
2 LC单谐振回路(全书重点)
3晶体管的Y参数等效电路 4单调谐放大器(本章重点) 5调谐放大器的级联 6 高频调谐放大器的稳定性
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2 谐振回路 (重点)
第一组问题: 一、谐振回路的类型及其电路构成? 二、谐振回路为什么具有选频(或叫滤波)作用? 三、如何评价谐振回路的选频性能?(重点)
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.4 影响谐振回路选频性能的因素有哪些?
串联回路与并联回路比较(3)
电流谐振
注意
电压谐振
UL( 0)=UC ( 0)=Q0U
IL( p) =IC( 0) =QpIS
Qp
ωpC Gp
(ωpCRP )
Q0
ω0 L R
1 ω0 RC
1 R
L C
1 ωpGp L
( Rp ) ωpL
即,谐振回路的选频性能下降。
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.4 影响谐振回路选频性能的因素有哪些?
负载 串联回路与并联回路比较(1)
LC
+ Vs _

R
IS
+

UG _
CL
对偶: R L C 串联
ω0
Z
R
j(ω L
1
ωC
)
1 LC
2ω0.7
0
Q
X R
失谐电抗 谐振电阻
G C L 并联
Y
G
j(ω C
1. 回路总阻抗(它是信号源频率的函数)
对串联谐振回路的特性进行分析:
谐振时,回路 呈现纯电阻, 谐振阻抗最小。
0
,
ωL
1
C
总阻抗呈感性;
0 , ωL
1
C
总阻抗呈容性;
第2.3章 高频小信号调谐放大器
串联电路发生谐振的状态(1)
谐振时,回路呈现纯电阻,且谐振阻抗最小。回 路电流与外加信号源频率之间的幅频特性曲线 称为谐振曲线。
0
, ωL
1
C
总阻抗呈感性;
0
, ωL
1
C
总阻抗呈容性;
第2.3章 高频小信号调谐放大器
串联电路发生谐振的状态(2)
在 =0时,X=0,Z =R,且=0,串联振荡回路 阻抗为纯电阻,且为一最小值,回路电流最大,
这时称为串联谐振。 .
.
VL
谐振电流:
.
I0
Vs R
谐振电压:
.
.
I
.
V L0
.
I0
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2 谐振回路
第二组问题: 四、影响谐振回路选频性能的因素有哪些?
——负载和信号源内阻
五、如何改善谐振回路的选频性能?(重点)
——阻抗变换(部分接入)
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.1 谐振回路的类型及其电路构成
回电路路阻结抗构 串联LC谐振回路
L R
并联LC谐振回路
当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时,将回路电压值下 降为谐振值的 1 时对应的频率范围称为回路的通频带,也称回路
2
BW f f 2f 2VVV带O宽I2QsXRZ,p11通1[0Q常2R.pQ7LpjL用Q(pR(1p2IB(psRRWp1pCpppL2来)p表)p]示2R)L1p21。CR可f10.17推C1R得22Qf0广0.71 义122失当谐QpQ与=2±p(1p(,很p p从接而近pp)得)时带,Q宽p 2为p
二、小信号调谐放大器的作用?
的位置?
三、小信号调谐放大器电路构成?
四、如何评价?
第2.3章 高频小信号调谐放大器
1.1小信号调谐放大器在超外差式接收机中 的位置
第2.3章 高频小信号调谐放大器
1.2 小信号调谐放大器的作用
小信号:输入信号 V mV
有选择地对某一频率附近的信号进行放大的放大器。
对谐振曲线(
U Um
~
f)的分析:
(1) 通过有用信号的能力
性能:选频; 放大能力
即具有一定的通频带2f0.7 (2) 抑制无用信号的能力
即有足够的选择性d
(3)综合评价以上两方面能 力的指标
即:矩形系数K0.1
第2.3章 高频小信号调谐放大器
1.4 如何评价谐振回路的选频性能?
通频带2f0.7: 半功率点。
Zp
X
2 1
R1 R2
X
2 2
R1 R2
推广到两个支路都有电阻的情况,得:
Z p
pL 2
R1 R2
1
R1 R2 pC 2
可以近似认为R1和R2都集中在电感之路内,
所以
Qp
pL
R1 R2
R1
1
R2 pC
Zp
R2
C
L
R1
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.4 影响谐振回路选频性能的因素有哪些? ——负载和信号源内阻

电路设计(晶体管参数选择,放大器稳定性设计)
3.6
第2.3章 高频小信号调谐放大器
1 概述
2 LC单谐振回路(全书重点) 3晶体管的Y参数等效电路 4单调谐放大器(本章重点) 5调谐放大器的级联 6 高频调谐放大器的稳定性
第2.3章 高频小信号调谐放大器
1 概述
本节问题:
一、小信号调谐放大器在超外差接收机中
X1 R1
X 2 R2
Zp
Z1Z 2 Z1 Z2
R1
jX 1 R2
R1 R2
jX 2
X1X 2 R1 R2
带入谐振条件X1=-X2,得:
Zp
X12 R1 R2
X
2 2
R1 R2
电抗2 电阻
(2.3.16)
第2.3章 高频小信号调谐放大器
* 实际并联回路的品质因数的计算
并联谐振回路的其他形式
在某个频率点f0(ω0),电路中的电流/电压增益达 到最大。随着频率偏离f0,增益下降。当回路电流降
低到最大值(谐振值)的0.707倍,对应的频率范围。
频偏: ⊿f= f- f0
实际频率
谐振频率
所以,当输入信号在通频带的两个频率点之间 内的信号通过并放大,之外的信号抑制。
具体如何实现呢?
第2.3章 高频小信号调谐放大器
1
ωL
)
ωp
1 LC
2ω0.7
0
Qp
B G
失谐电纳 谐振电导
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.4 影响谐振回路选频性能的因素有哪些?
串联回路与并联回路比较(2)
|Z|
|Y|
R
O
0
I( )
U/R
G
O p
U( )
IS/G
O 0

UL



URU I

UC
O p

IC



IG IS U

IL
Zp Z1
Z2
假设并联电路满足: X1 R1, X 2 R2 并联电路谐振满足: X1 X2 0
第2.3章 高频小信号调谐放大器
* 实际并联回路的品质因数的计算
并联谐振回路的总阻抗
Zp
Z1Z 2 Z1 Z2
R1 jX 1 R2 jX 2
R1 R2 j( X1 X 2 )
X1 X2 0
.
j pC I s Qp
1
pC
jQ p
.
Is
.
.
.
.
I LP
VO
R jpL
j VO
pL
j Qpp L I s pL
jQp
.
Is
考虑R
.
IL
p
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.2 谐振回路为什么具有选频作用?
并联谐振回路电流与电压的关系
.
.
.
IC
IC
IC
.
.
Is V0
.
.
Is V0
.
维持回一路定电量流的振不荡变所消耗的能量愈小,回则路振电荡压电路不的变“品质”愈好。
Q
i 20 L
i2R
0 L
R
Q
U 2 /PL
U 2 / RP
RP
P L
RPPC
i2
/ 0C
i2R
1
0CR
谐振电阻RP
谐振时的电抗0 L(1 /
0C)
第2.3章 高频小信号调谐放大器
*谐振曲线、品质因数与通频带的关系
通频带与品质因数成反比关系。Q越大,谐振曲线越尖。 当稍微偏离谐振点时,曲线就急剧下降,所以选择性好。
在实际应用中,外加信号的频率ω与回路谐振频率ω0之差 Δω=ω-ω0 表示频率偏离谐振的程度,称为失谐。
第2.3章 高频小信号调谐放大器
* 实际并联回路的品质因数的计算
并联电路的广义形式:
Z1 R1 jX1 Z2 R2 jX2
第2.3章 高频小信号调谐放大器
第二章 选频网络 第三章 高频小信号放大器
高频小信号调谐放大器
第2.3章 高频小信号调谐放大器
本章知识点及结构
小 调谐基础(LC谐振回路特性、接入方式)

2.1,2.2,2.3,2.5

调 调谐放大器电路分析(电路组成、等效电路分析、


评价指标)

3.1,3.2,3.3,3.4
1. 回路总阻抗(它是信号源频率的函数)
对并联谐振回路的特性进行分析:
Z,Re,Xe
Z
R
P
,
ωL
1 C
e
O
P
Xe
并联振荡回路等效阻抗与频率的关系
谐振时,回路
呈现纯电导,
谐振导纳最小,
谐振阻抗最大。
P
, ωL
1
C
总阻抗呈容性;
P
,
ωL
1
C
总阻抗呈感性;
第2.3章 高频小信号调谐放大器
并联电路发生谐振的状态(1)
1.
.
V C0 I0 j0C j 0CR Vs jQ V s
外加电压的Q倍。 Q >>1,所以串
联谐振又称电
.
VL
压谐振。
.
.
VL
VL
.
I
.
.
VR Vs
.
VC
0
.
.
VR I
.
VS
.
VC 0 呈容性;
.
VS
.
I
.
VR
.
VC
0 呈感性;
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.2 谐振回路为什么具有选频作用?
适用Z于s电源R内阻j为L低内j阻1C (抗如的恒电压路源(R)如的微j(情波况电L 或路 低)1C阻。)
R jX
Z p适(用如(RRR于 恒RRR1电流LpjCjjp(源源LCLLLj内)()j1(jj阻的C1111CCC很情)高况1L1。)L )
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.2 谐振回路为什么具有选频作用?
1 Gp
C L
QL
ω0 L R Rs RL
有载品质因数
QL
P L
Gp
1 Gs
Байду номын сангаас
GL
RP是谐振电阻
QP
Rp
P L
1
P LGP
QL
1
Qp Rp
Rp
Rs RL
.
Is V0
.
IL
p
.
IL
p 呈感性;
.
IL
p 呈容性;
第2.3章 高频小信号调谐放大器
2.3 如何评价谐振回路的选频性能
*品质因数
Q
谐振时L(或C)的储存能量 谐振时谐振电阻的消耗能量
串联:VL QVS VC
并联:IC QI S IL
从这串个联定谐义,振可回以路对品:质因数的本质有并更联进谐一步振的回了路解::
j0
L
Vs R
j0L
j
0 L
R
.
Vs
.
jQV s
.
.
VR Vs
.
V C0
.
I0
1
j0C
j
1
0CR
.
Vs
.
jQ V s
.
VC
0
第2.3章 高频小信号调谐放大器
串联电路 发生谐振的状态(3)
.
.
VL0 I 0
j0
L
Vs R
j0L
j
0 L
R
.
Vs
.
jQV s
谐振时,L或C 两端的电压是
.
.1
选出需要的频率,滤除不需要的频率成分
第2.3章 高频小信号调谐放大器
1.3 电路构成 选频——谐振回路 (由电感L和电容C构成)
放大——放大电路 (由晶体管及其外围电路构成)
第2.3章 高频小信号调谐放大器
1.3 小信号调谐放大器的典型电路
第2.3章 高频小信号调谐放大器
1.4 如何评价谐振回路的选频性能?
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