通信电路原理ppt2

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Vo
C
(a)
Ig
IL IC
YP ( j) RP L
C
RL
(b)
▪ R电s 感元件的固有损耗电阻包括电感线圈导线的欧姆电
阻、由趋肤效应引起高频损耗电阻。Rs
大Q低。 Z
特点：储能元件（电感和电容）并联；电
P
(
j
)
Vo ( Ig (
j ) j )
Rs jL
Rs jL
1
jC
1
jC
流驱动，电压输出，传输函数具有阻抗的 量纲。
频率特性：H j H je j
相频特性：
argH
j
arctan
ImH ReH
j j
幅频特性： H ( j)
幅频特性
衰减特性：A
20 log
H
1
j
相频特性
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延时与失真
x(t)
信号与延时后的信号（已知
t
一信号是另一信号的延时）
信号描述： x(t) A cos((t)) A cost
延时信号： x1(t) A cos1(t) x(t ) A cos(t )
▪ 固有损耗也可等效为并联谐振电阻 RP
RL 为负载阻 抗 。 如何等效？
Rs
jL
1
jC
Rs
j
L
1
C
Rs
C 2
j
Rs2
L2
L C
Rs2
L
1
C
2
C
RP jX P
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串、并联支路阻抗等效互换－匹配网络的基础
电感-电阻支路的串 并互换
A
等效原理：
L
在工作频率上，从AB端看进
去的阻抗（导纳）与A’B’端相
瞬时相位： 延时量：
1(t) t
1(t)
只有延时，不存在失真！
t 0
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系统的相位延时与群延时
系统传输函数： H ( j) H ( j) e j ()
相位延时 — 一个角频率为 的正弦信号通过
滤波器后产生的延时。（希)
群延时— 一群不同频率的信号通过滤波器产生 的延时。（希望为常数且小）
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滤波器的分类（续）
按处理的信号形式分类 模拟滤波器 数字滤波器 抽样数据滤波器 如： 开关电容滤波器 、开关 电流滤波器 等
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2.1.2滤波器的主要技术参数
▪滤波器的主要技术参数：
•输入、输出阻抗（匹配） •中心（带通）或截止频率 •3dB带宽 •带内衰减（插入损耗） •带内不平度（纹波系数） •带外衰减（阻带抑制） （选择性） •群延时等。
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2.1.2 滤波器的特性描述
滤波器为一线性时不变系统。 线性系统的特性通常用其传输函数/转移函数来描述。
滤波器（模拟）示意图
由于负载对滤波器频响特性有很大的影响，因此射频线性系 统的传输函数中必须包含负载和信源内阻的影响。滤波器的 特性都是在输入、输出端匹配的条件下测得的。
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滤波器的特性描述—幅频与相频特性
1
2.1滤波器的基本概念
滤波：在信号中选择部分频率分量通过 或者阻止部分频率分量通过。
滤波器的功能－－对信号频谱进行处理（对某些分量保
留、衰减。某范围内分量修正幅度和相位相对关系）。
用途：
1、用于形成传输电路中通频带，对信号进行限带处理。 2、选择所需频率分量,在频分复用系统中完成解复用功能 3、对传输信道的频率特性进行校正和消除有用信号 频带外
的干扰信号。 4、用于信号的延时和阻抗匹配与阻抗变换(例如部分接入的
LC并联回路）
2
2.1.1 滤波器的分类
按其幅度频率特性分:
（a)低通、(b)高通、(c)带通、（d）带阻滤波器。
通带 阻带
通带
通带
阻带
滤波器的理想幅度-频率特性曲线
理 想 ： 通 带 内 信 号 无 衰 减 ， 带 外 全 抑 制
晶体滤波器（石英晶体薄片构成） 陶瓷滤波器（锆钛酸铅陶瓷材料组成） 声表面波滤波器(SAW)（压电材料为基体构成的一种电 声换能元件 ） 介质滤波器（介质谐振腔组成，用于1GHz以上）
有源滤波器是指在所构成的滤波器中，除无源器件外还 含有放大器等有源电路。
• RC有源滤波器（含有运算放大器）。
•开关电容滤波器等
R
等。
B
YAB
1
R jL
R2
R
2L2
j
R2
L 2L2
YAB
1 RP
1
jLP
1 RP
1 j
LP
令 YAB YAB
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滤波器的分类（续）
用衰耗特性A() （幅度-频率特性的倒数）表示
低通（a)、高通(b)、带通(c)和带阻滤波器(d)。
A( )
A( )
（黑处阻带）
0
(a) p
0
(b) s
A( )
A( )
0
1
0
2
1
2
滤波(c)器的理想衰耗-频率(d特) 性曲线
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滤波器的分类（续）
按其所用器件的特点分: 无源和有源滤波器。 无源滤波器是由无源器件构成。 • 电阻、电感和电容组成的RLC滤波器。 • 集中选频滤波器：
1、回路品质因数 Q（无载Q、有载Q）
2、回路阻抗（导纳）、电抗特性。 3、回路谐振特性和谐振频率。 4、频率特性（幅频特性与相频特性）。 5、通频带、矩形系数和谐波抑制度 。 6、实际信号源和负载对谐振回路的影响。 7、阻抗变换电路与匹配网络
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1. LC并联谐振回路电路形式
Ig
L
ZP ( j) Rs
对于用相位传输信息的信号如QPSK、16QAM等群 延时特性非常重要，希望其值为常数 且小。
信号无失真传输条件： （通频带内）幅频特性为常数，相频特性为线性 若幅频特性不为常数 ，则幅度失真 若相频特性不为线性，则相位失真
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2.2 LC 滤波器
2.2.1 LC串并联谐振回路 LC谐振回路是最简单的LC滤波器电路形式 课堂上重点讨论并联谐振回路的特性 并联谐振回路陆续出现在后续章节中，如谐振放 大器，LC振荡器，调制与解调电路 LC谐振回路要求搞清以下问题：
笫2章 滤波器
本章主要内容： 2.1滤波器的基本概念 滤波器的功能、作用、主要参数和分类 滤波器特性的描述 2.2 LC 滤波器的设计与实现 2.2.1 最简单的LC滤波器--LC 串、并联谐振回路 2.2.2 匹配网络 2.2.3 传输线阻抗变换器 2.2.4 一般LC低通滤波器的逼近方法、特点及设计步骤。 2.3 声表面波滤波器 2.4 有源 RC 滤波器
g
(
)
d ( d
)
群延时描述一群不同频率的信号通过滤波器后所
产生的时间延迟，是相频特性曲线在不同频率处
的斜率。
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群延时与线性失真
如果群延时为常数，表示信号各个频率分量的延时相同， 不会产生波形失真 (见书P14图b、c）
如果群延时不为常数，不同频率分量的信号延时不同， 产生波形失真(见书P14图d、e）