《谐振电路黄玉兰》PPT课件.ppt

,第4章 谐振电路,谐振电路有多种应用，可以在滤波器、振荡器和匹配电路中使用，其功能是有选择地让一部分频率的源信号通过，同时衰减通带外的信号。当频率不高时，谐振电路由集总参数元件组成，但当频率达到微波波段时，谐振电路通常由各种形式的传输线实现。,谐振电路可以用谐振频率、品质因数、输入阻抗和带宽等描述。本章将对谐振电路作一简述，讨论串联谐振电路、并联谐振电路以及传输线谐振电路的构成和参数。,4.1 串联谐振电路,串联谐振电路如图4.1所示， 由电阻R、电感L和电容C串联而成。,图4.1 串联谐振电路,电路中的电感L储存磁能并提供感抗，电容C储存电能并提供容抗，当电感L储存的平均磁能与电容C储存的平均电能相等时，电路产生谐振，此时电感L的感抗和电容C的容抗相互抵消，输入阻抗为纯电阻R。,4.1.1 谐振频率 图4.1所示的电路，只有当频率为某一特殊值时，才能产生谐振，此频率称为谐振频率。,当电感L储存的平均磁能Wm与电容C储存的平均电能We相等时，产生谐振。由式（4.1）和式（4.3）可以得到，谐振时的角频率为,由式（4.4）可以看出，只有当=0时电路才能产生谐振。,4.1.2 品质因数 品质因数描述了能耗这一谐振电路的重要内在特征。品质因数定义为 （4.5）,式中,4.1.3 输入阻抗 输入阻抗为,4.1.4 带宽,图4.2 串联谐振电路的带宽,4.1.5 有载品质因数 前面定义的Q称为无载品质因数，体现了谐振电路自身的特性。实际应用中，谐振电路总是要与外负载相耦合，由于外负载消耗能量，使总的品质因数下降。,4.2 并联谐振电路,并联谐振电路如图4.3所示，由电阻R、电感L和电容C并联而成。,图4.3 并联谐振电路,4.2.1 谐振频率,式（4.25）表明只有当=0时电路才能产生谐振。比较式（4.25）和式（4.4）可以看出，并联谐振电路与串联谐振电路的谐振频率都取决于 。,4.2.2 品质因数 并联谐振电路的平均储能为,4.2.3 输入导纳 输入导纳为 （4.30）,4.2.4 带宽,图4.4 并联谐振电路的带宽,4.2.5 有载品质因数,串联谐振电路和并联谐振电路的参量见表4.1。,图4.5 例4.1用图,4.3 传输线谐振电路,图4.6 传输线谐振器,4.3.1 终端短路 传输线,4.3.2 终端短路 传输线,4.3.3 终端开路 传输线 在微带电路中，谐振器通常由终端开路的传输线构成。终端开路传输线 ，由式（4.42）可以得到传输线的输入阻抗为,4.3.4 终端开路传输线 由式（4.59），终端开路传输线的输入阻抗还可以写为,4.4 介质谐振器,一个由低损耗、高相对介电常数材料制成的小圆柱体或立方体，也能用做谐振器，这种谐振器称为介质谐振器。,介质谐振器有很多优点，它成本低、尺寸和重量小、很容易与平面传输线耦合、可以调谐谐振频率、品质因数大，因此介质谐振器成为射频电路常用的器件。,图4.7 圆柱形介质谐振器,介质谐振器的品质因数可以通过谐振器存储的能量与消耗在介