通信电子电路基础串联谐振

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第一章 通信电子电路基础
串联回路与信号源和负载的连接
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一、等效品质因素QL 设电感线圈电阻为r，信号源内阻为RS，负载电
阻为RL，则回路总电阻R∑：
R rRSRL
（17）
等效品质因素QL：
QL
0L 0L
R rRS RL
0L/r
Q0
（18）
1RS /r RL /r 1RS / r RL / r
串联谐振电流： I VS
R
Imax
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第一章 通信电子电路基础
二、讨论：电抗特性随ω的变化
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ω＜ω0，X＜0，Z
呈容性，为负值
ω＞ω0，X＞0，Z
呈感性， 为正值
ω=ω0，X=0，|Z|=R，
0
串联谐振
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第一章 通信电子电路基础
2
2
0 0
I
1
I0 1（Q 2 ）2
0
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第一章 通信电子电路基础
2.广义失谐（一般失谐） Q 2 仍具有失谐的含义， 0
通用谐振方程、曲线：
I 1
（12）
I0 1 2
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串联振荡回路的通用谐振曲线
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Q0
源自文库
0L R
称为回路的固有品质因素。
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第一章 通信电子电路基础
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2.通频带计算公式
2
2Q2 0 0
1
,
1
2Q10 0
1
20.7
0
Q
或
2 f 0.7
f0 Q
（14）
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第一章 通信电子电路基础
相位特性曲线
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一、定义、方程、曲线
定义——回路电流I相对于信号源电压 V的S 相角ψ
随频率ω变化的曲线。
相位特性的方程式为：
arctaXn arctaQn( 0)
R
0
arcta2nQ( ) 0
串联谐振回路的相位特性曲线
Q值越大，曲线在 ω0附近越陡峭
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第一章 通信电子电路基础
二、通用相位特性曲线
arctan
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图3.1.8 串联振荡回路通用相位特性
◆ 灵敏度：电子设备捕获微弱信号的能力。随着 传输距离的增加，传输信号变弱，高灵敏度的
电子设备仍可以接收数据，维持稳定连接，大 幅提高传输距离。
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◆ Q值（品质因数）：储能器件(如电感线圈、电容
等)或谐振电路所储能量与损耗能量之比。
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无功功率 Q= 有功功率(损耗功率)
对电感元件:
QL
I 2L＝L
I2r r
对电容元件:
QC
I2 1
C
I 2r
＝1
Cr
Q值愈大，损耗愈小。
Q值愈大，曲线愈尖锐，回路的选择性愈好。
Q值愈大，通频带愈窄，信息容量愈小。
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第一章 通信电子电路基础
1.2.1 串联谐振回路
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1 基本原理
一、串联谐振回路的组成
为回路提供能 量的信号源。
由 R、L、C、 VS 组成
主要包括三部分：
电感线圈的损耗电阻r，信
号源内阻RS ，负载电阻
RL。R= r+ RS + RL
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第一章 通信电子电路基础
阻抗：
ZRj(L1C)Zej
Z R2(L 1 )2 C
L 1 arctan C
R
第二次课 复 习
调制信号： 载波： 调制： 调制方式： 调幅、调频、调相 已调信号： 解调： 无线电信号的发射： 无线电信号的接收： 频带的资源性：
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第一章 通信电子电路基础
1. 几个基本概念
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◆ 带宽：通信线路传递数据的能力。带宽越宽，
通信容量越大。
I
1
I0 1 Q2( 0 )2
0
图3.1.4 串联振荡回路的谐振曲线
Q值越高，谐振曲线越尖锐，回路的选择性越好。
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第一章 通信电子电路基础
二、通用谐振曲线
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——主要研究谐振频率附近的特性
1.绝对失谐△ω：
0称为绝对失谐。 在ω接近ω0附近，
有： 0 0 20 02 0 0 0
◆ 通频带：是通信电路频率响应的一个重要指标。通频
带愈宽, 通信电路工作的频率范围愈宽。
在放大电 路中，通频带反映电路对不同频率信号
的放大能力；输入信号只有落在通频带内，经过电路
后，输出与输入波形才相同，不产生失真。
半功率点
下限频率
上限频率
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◆ 选择性：电子设备在众多频率中选出有用频率,并抑制 不需频率的能力。谐振曲线愈尖锐，选择性愈好 。 注意：选择性与通频带是矛盾的。
三、串联谐振回路的特点
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1.谐振时，阻抗最小，电流最大， =0
2.谐振时，电感和电容上的电压很高
V L 0 I0 X L I0 j0 L V R Sj0 L jR 0 L V S jQ V S
V C 0 I 0 X C I 0 j1 0 C V R S j1 0 C jR 1 0 C V S jQ V S
第一章 通信电子电路基础
三、通频带
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1.回路通频带定义 保持 VS值不变，当频率分别为ω1和ω2时, I 12,则I0 称ω2-ω1为回路的通频带：
20.721， 或 2f0.7 f2f1 （13）
ω1，ω2——边界角频 率(下限频率,上限频率), 亦叫“半功率点”。
图 3.1.6 串联振荡回路的通频带
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第一章 通信电子电路基础
电抗：
X L 1 C
电流：
IV
VS
Z Rj(L
1
)
C
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第一章 通信电子电路基础
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由X=0
0L
1
0C
0
串联谐振频率：0
1 LC
或
1
f0 2 LC
串联谐振阻抗： ZRZ min
Q0L 1 R R0C
回路的有载品质因素 一般为几十到几百
所以，VL0或VC0要比VS高几十到几百倍，故串 联谐振又称电压谐振，须考虑元件的耐压问题。
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第一章 通信电子电路基础
一、相对谐振曲线
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指: 任意频率下的回路电流与谐振时的回路电路之比
II0V V S S//Z RRj( R L 1c)1jQ ( 1 0 0)