通信电子电路基础串联谐振.ppt

第 二 次 课 调制信号(低频信号)： 载波（高频信号）： 调制： 已调信号： 解调： 调制方式： 调幅、调频、调相 无线电信号的发射： 无线电信号的接收： 频带的资源性： 复 习 1 第二章 高频电路基础 1. 几个基本概念 带宽：通信线路传递数据的能力。带宽越宽，通信容量 越大。 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，通频带反映了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 1 选择性：从众多频率中，电子设备选出有用频率，并抑制 不需频率的能力。对LC回路，显然，谐振曲线愈尖锐， 选择性愈好 。 显然：选择性与通频带是矛盾的。 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，传输信号会变弱，但高灵敏度的 电子设备仍可以接收数据，并维持稳定连接。 所以，高的灵敏度可大幅提高传输距离。 1 Q值（品质因数,P11）：储能器件(如电感线圈、电容等) 或谐振电路所存储能量与损耗能量之比。 Q= 存储能量（无功功率） 损耗能量（有功功率） 对电感元件: 对电容元件: 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。 1 2.2.1 串联谐振回路 1 基本原理 一、串联谐振回路的组成 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 号源的内阻RS 、负载电 阻RL。R= r + RS + RL 为回路提供能 量的信号源。 1 阻抗： 阻抗的模： 阻抗的幅角： 1 湖南理工学院物理与电子信息系 电抗： 电流： 1 串联谐振频率： 串联谐振阻抗： 串联谐振电流： 或 由X=0 1 =0，X=0，|Z|=r， 二、讨论：电抗特性随的变化 串联谐振 0，X0，Z呈 感性， 为正值 0，X0，Z 呈容性， 为负值 电抗： 1 三、串联谐振回路的特点 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 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，必须考虑元件的耐压问题。 回路的有载品质因素 一般为几十到几百 1 四、相对谐振曲线 Q值越高，谐振曲线越尖锐，带宽越窄， 回路的选择性越好。 指: 任意频率下的回路电流与谐振时的回路电路之比值。 其模为： 1 为简化，定义： 串联振荡回路的通用谐振曲线 上述两式称为通用谐振方程 为广义失谐 （一般失谐) 则相对谐振曲线可简化为： 其模为： 1 在接近0附近， 注意： 称为绝对失谐常把 则： 广义失谐 广义失谐绝对失谐 1 五、通频带 定义：保持 值不变，改变输入信号频率， 当 时,对应频率1和2分别叫下限频率 和上限频率, 2-1为回路的通频带，也称为回 路的带宽： 或 1，2亦叫“半功率点”。 1 根据公式： 或 上述两式相减,有: 有： 上限频率2处, 下限频率1处, 和 1 信号源内阻和负载对Q的影响 一、考虑信号源内阻和负载后，Q叫等效品质因子，用QL表示 等效品质因素QL： 串联电路中，电感线圈的电阻为r、信号源的内阻 为RS、负载电阻RL串联连接，则回路总电阻R： 为回路的固有品质因素。 1 二、RS与RL对Q值的影响 RS与RL，均使QL值下降 理由：电压源的内阻RS很小，QL较大，回路选择性很好。 注意事项： 1.串联回路需与电压源连接。 2.串联回路的负载RL要小。 理由： RL越小，QL越大，回路选择性越好。 1 例1.1 给定串联谐振回路的f0=1.5MHz，C0=100pF,谐振时电 阻R=5。(1)试求Q0和L0. (2)若电压信号源的振幅Vsm=1mV, 求谐振时回路中电流I0及回路元件上的电压VL0m和VC0m. 解： 1 例1.2 串联谐振回路如图。信号源频率f0=1MHz，电压振幅 Vsm=0.1V。将11端短路，电容调到100PF时谐振。此时，电 容C两端的电压为10V。如将11端开路再串接一阻抗Zx（由电 阻RX与电容CX串联而成），则回路失谐，C调到200PF时重新 谐振，电容两端电压变为2.5V.试求线圈的电感量L, 品质因数 Q0，未知阻抗Zx。 11端开路后再接入Zx，回路重新谐振。由于L不变， 则前后两次电容的容量相等，则有： 解： Lr C 1 1 1MHz 0.1V ZX Vs Cx 1 （C+Cx）