高频通信电路第一章PPT课件

R
R
令X 0
X

0
L

1
0C
0
0
1 LC
f0

2
1 LC
当 时0
I
I0

vs R
达到最大
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x 容性
O
|z|
感性 L
x L 1 C
0

1
R
C
z


– 1 C
O 0

0


2
当 0时节|z| >R，
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结论：
①电感线圈与电容器两端的电压模值相等，且等于外加电压 的Q倍。
②Q值一般可以达到几十或者几百，故电容或者电感两端的 电压可以是信号电压的几十或者几百倍，称为电压谐振， 在实际应用的时候要加以注意。
③串联谐振时电路中的电流或者电压可以绘成向量图。
注意：损耗电阻是包含在R中的，所以
等幅振荡，谐振时振荡器回路中的电流最大。
L
Wc

1 2
I
2 om
L

cos
2
t
回路电流
电感储能：WL

1 2
Li2

1 2
LI
2 om
sin
2
ω
t
最大储能：
WLm

1 2
I
2 om
L
总储能：
W
WL
WC

1 2
LI
2 om
sin
2
t

1 2
LI
2 om
cos2

t

1 2
LI
2 om
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W 是一个不随时间变化的常数。这说明回路中 储存的能量是不变的，只是在线圈与电容器之 间相互转换。且电抗元件不消耗外加电动势的 能量，外加电动势只提供回路电阻所消耗的能 量，以维持回路的高幅振荡。所以谐振回路中 电流最大。
> =0，x > 0呈感性，电流滞后电压，i < 0 < 0，x<0呈容性，电流超前电压，i > 0 = 0 |z| = R x = 0达到串联谐振。 当回路谐振时的感抗或容抗，称之为特性阻抗。用表示
1 X L0 X C0 0 L 0C
L C


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VS R VS R
jL j
1 j0C
0 L
R
VS
j 1 0CR
Q
VS
0 L
R

1
0CR

1 R
L C
VL0 jQVS VC0 jQVS
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品质因数Q ：
谐振时回路感抗值（或容抗值）与回路电阻R的比值称为回路 的品质因数，以Q表示，它表示回路损耗的大小。
Vcom Icom
R 2 2L2 Vsm R
R 2 2L2 Vsm 1 Q2
故：VL0超前 I的0 角度小于 90o
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广义失谐系数：
广义失谐是表示回路失谐大小的量， 其定义为：


(失谐时的阻抗) X R
L 1

C
R

o L
通信电子线路
2010-2011 第二学期
电子与信息工程学院 通信工程系
1
Chapter 1 选频网络
§1.1 串联谐振回路 §1.2 并联谐振回路 §1.3 串、并联阻抗等效互换与回
路抽头时的阻抗变换 §1.5 耦合回路 §1.6 电噪声
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引言
1.选频的基本概念 所谓选频就是选出需要的频率分量并且滤除
谐振回路具有选频和滤波作用。
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1.1-2 谐振及谐振条件
1 阻抗
z R jx R j(L 1 ) | z | e j C
| z | R2 X 2 R2 (L 1 )2
C


arctg
X

arctg
L

1 C
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结论：
①电感上储存的瞬时能量的最大值与电容上储存的瞬时能量 的最大值相等。
②能量W是一个不随着时间变化的常数，这说明整个回路中 储存的能量保持不变，只是在线圈和电容器之间相互转换，
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电抗元件不消耗外加电源的能量。
③外加电源只是提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的
不需要的频率分量。 1.选频网络的分类
振荡回路（由L、C组成） 单振荡回路
耦合振荡回路
各种滤波器
LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器
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§1.1 串联谐振回路
1.1-1 概述 1.1-2 谐振及谐振条件 1.1-3 谐振特性 1.1-4 能量关系 1.1-5 谐振曲线和通频带 1.1-6 相频特性曲线
R

o

o


Qo

o
o

当 0即失谐不大时：

Q0
•
2 0
Q0
•
2f f0
当谐振时： = 0。
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1.1-4 能量关系
谐振时 谐振电流 i I0m sin t
电容两端电压：vc
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1.1-1 概述
由电感线圈和电容器组成的单个振荡电路，称 为单振荡回路。信号源与电容和电感串接，就 构成串联振荡回路。
串联振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最 小值，而偏离这个特定频率的时候阻抗将迅速 增大。单振荡回路的这种特性称为谐振特性， 这个特定频率就叫做谐振频率。
Q oL 1 1 • L R ocR R R C
当谐振时：
0L

1
0C


vLo
vCo
Io
Vs R
•
Vs
•

r
Vs • Q
因此串联谐振时，电感L和电容C上的电压达到最大值且为输 入信号电压的Q倍，故串联谐振也称为电压谐振。因此，必须预
先注意回路元件的耐压问题。
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1.1-3 谐振特性
1) 0 X 0 Z R 为最小值，且为纯电阻
0 X 0
X L XC呈现感性
0 X 0
X L XC呈现感性
2) 谐振时电流最大且与电源同相 定义品质因数：
3)
VL0 VC0

I0 j0L
I0
1 0C

1 C
idt

1
C
I0
sin(
t

90o )

VCm
cos t
电容储能：Wc

1 2
Cv
2
c

1 2
CV
2 Cm
cos2
t
Q 1 L RC
最大储能：Wcm

1 2
CV
2 cm

1 2
C

Q
2V
2 sm

1C 2
1 R2
L C
Vs2m

1 2
L

I
2 0m
电感电压

Wcm

1 2
I
2 om