高频电子线路_第五版_张肃文主编__学习课件(上)

Ime j( )
Ime j
0
2
arctg x arctgQ
o
R
o
结论：
arctgQ 2
o
arctg
①回路电流相角为阻抗幅角的负值（ = –），回路电流
的相角是与外加电压相比较而言的。
② Q值不同，相频特性曲线的陡峭程度不同，Q1>Q2
3.1 串联谐振回路
第三章 选频网络
8、能量关系
谐振时
i I0m sin t
的能量保持不变，只是在线圈和电容器之间相互转换，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 等幅振荡，谐振时振荡器回路中的电流最大。
选频 的用 途？？
单振荡回路 振荡电路（由L、C组成） 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
3.0 基本概念
第三章 选频网络
三、基本定义
单谐振回路: 由电感线圈和电容组成的单个振荡回路在谐振频 率和谐振频率附近工作时称为单谐振回路。根据电路结构形 式，分成串联或并联谐振回路。
3.1 串联谐振回路
第三章 选频网络
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。
3.1 串联谐振回路
X L XC呈现容性
2) 谐振时电流最大且与电源同相
选频？？
3) VL0
I0 j 0L
VS R
j
0L
j
0L R
VS
V C0
I0
1 0C
V S R
1 j0C
j
1 0CR
V S
V L0 jQV S
V C0 jQV S
定义品质因数：Q 0L 1 1 L R 0CR R C
3.1 串联谐振回路
I
2 om
L
WL
1 2
Li2
1 2
LIo2m
s in 2
t
WLm
1 2
I
2 om
L
W
WL
WC
1 2
LIo2m sin2 t
1 2
LIo2m cos2
t
1 2
LIo2m
3.1 串联谐振回路
第三章 选频网络
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
第 3 章 选频网络
第三章 选频网络
3.0 基本概念 3.1 串联谐振回路 3.2 并联谐振回路 3.3 串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换 3.5 耦合回路 小结及习题讲解
3.0 基本概念
第三章 选频网络
一、选频的基本概念: 选频: 选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。
二、分类
选频网络
串联振荡回路：由信号源与电容、电感串联构成的振荡回路
并联振荡回路：由信号源与电容、电感线圈并联的振荡回路。
3.1 串联谐振回路
3.1.1串联谐振回路
1、阻抗
第三章 选频网络
Z R2 X2 R2 (L 1 )2 C
arctg X
L arctg
1 C
R
R
令X 0
X
0 L
1 0C
0
0
1 LC
B=
2f 0.7
f0 Q
207
0
Q
N(f )
I
N(f)= I0
1
2
Q2
Q1
1' 1 2 '2
(f)
0 (f0)
Q1> Q2
3.1 串联谐振回路
第三章 选频网络
7、相频特性曲线：回路电流的相角随频率变化的曲线
I Io
1
1 j
1 1 j
x
R
回路阻抗幅角
Q2
Q1
2
I vs z
vsme joo z ej
vc
1 C
idt
1 C
I0
sin(t
90o )
VCm
cost
Wc
1 cv 2 2
1 2
cv
2 cm
cos 2
t
Wcm
1 2
cv
2 cm
1 2
c
Q
2v
2 sm
Q 1 L RC
1 2
CVc2m
1 2
CQ
2Vs2m
1C 2
1 R2
L C
Vs2m
1 2
LI02m
Wc
1 2
I
2 om
L
cos
2
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Wcm
1 2
第三章 选频网络
3、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。
Q oL 1 1 • L R ocR R R C
当谐振时：
oc oL 1
vLo
vCo
Io
Vs R
• Vs •
r
Vs • Q
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，因此，必须预先注意回路元件的耐压问题。
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 XC0 0 L 0C
L C
3.1 串联谐振回路
第三章 选频网络
2、谐振特性 串联谐振： 串联振荡回路阻抗为纯电阻R，且为最小值，称为“串联谐振
1) 0 X 0
Z R 为最小值，且为纯电阻
0 X 0
XL
X
呈现感性
C
0 X 0
N(f )
回路电流I 回路谐振电流I0
vs
R j(L 1 ) C
vs
R
R
R j(L
1
)
C
1
L 1
1
1 j
1 j
C
R
1
1 jQ( w w0 ) w0 w
3.1 串联谐振回路
N(f)
第三章 选频网络
Q2 Q1
f f0 Q1> Q2
串联振荡回路的谐振曲线
结论：
Q值不同即损耗R不同时，对曲线有很大影响，Q值大曲线 尖锐，选择性好，Q值小曲线钝，通带宽。
3.1 串联谐振回路
第三章 选频网络
6、通频带（ B ）
当回路外加电压的幅值不变时，改变频率，回路电流I下
降到Io
的
1 2
时所对应的频率范围称为谐振回路的通频带
B 20.7 2 1或B 2f0.7 f2 f1
当
I Io
1
12
1 2
时
1
而 Q 2 所以 也可用线频率f0表o 示，即
第三章 选频网络
4、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：
(失谐时的电抗)X
R
L 1 C
R
o L
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
3.1 串联谐振回路
第三章 选频网络
5、谐振曲线：回路电流幅值与外加电压频率之间的关系 曲线。可用N(f)表示谐振曲线的函数。
f0
2
1 LC
当 0 时
I
I 0
v s R
达到最大
3.1 串联谐振回路
第三章 选频网络
x 容性
z
感性 L
x=L– 1 C
O
0
–1C
R
0
z
2
O
0
2
当 0时节|z| >R， > 0，x > 0呈感性，电流滞后电压，i < 0
x L 1
< 0，x<0呈容性，电流超前电压，i > 0
c
= 0 |z| = R x = 0达到串联谐振。