第1章 通信电子电路基础(串联谐振).ppt

1 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 2 第一章通信电子电路基础 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 3 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 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 4 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 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 5 第一章通信电子电路基础 1 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 信号源内阻RS 负载电阻RL R r RS RL 为回路提供能量的信号源 6 阻抗 第一章通信电子电路基础 7 湖南理工学院物理与电子信息系 电抗 电流 第一章通信电子电路基础 8 串联谐振频率 串联谐振阻抗 串联谐振电流 或 由X 0 第一章通信电子电路基础 9 0 X 0 Z R 二 讨论 电抗特性随 的变化 串联谐振 0 X 0 Z呈感性 为正值 0 X 0 Z呈容性 为负值 第一章通信电子电路基础 10 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 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 第一章通信电子电路基础 11 湖南理工学院物理与电子信息系 一 相对谐振曲线 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 第一章通信电子电路基础 指 任意频率下的回路电流与谐振时的回路电路之比 12 湖南理工学院物理与电子信息系 二 通用谐振曲线 主要研究谐振频率附近的特性 1 绝对失谐 称为绝对失谐 在 接近 0附近 有 第一章通信电子电路基础 13 2 广义失谐 一般失谐 仍具有失谐的含义 串联振荡回路的通用谐振曲线 12 通用谐振方程 曲线 第一章通信电子电路基础 14 湖南理工学院物理与电子信息系 三 通频带 1 回路通频带定义 保持值不变 当频率分别为 1和 2时 则称 2 1为回路的通频带 或 13 图3 1 6串联振荡回路的通频带 1 2 边界角频率 下限频率 上限频率 亦叫 半功率点 第一章通信电子电路基础 15 2 通频带计算公式 或 14 第一章通信电子电路基础 16 相位特性曲线 一 定义 方程 曲线 回路电流相对于信号源电压的相角 随频率 变化的曲线 相位特性的方程式为 串联谐振回路的相位特性曲线 Q值越大 曲线在 0附近越陡峭 定义 第一章通信电子电路基础 17 二 通用相位特性曲线 图3 1 8串联振荡回路通用相位特性 第一章通信电子电路基础 18 串联回路与信号源和负载的连接 一 等效品质因素QL 等效品质因素QL 17 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 称为回路的固有品质因素 18 第一章通信电子电路基础 19 湖南理工学院物理与电子信息系 串联回路与信号源和负载的连接 二 讨论 1 RS与RL的影响 RS与RL使QL值下降 2 串联电路与信号源的连接 RS越小 QL越大 回路选择性越好 串联回路适宜与电压信号源连接 第一章通信电子电路基础 20 3 串联电路与负载的连接 RL越小 QL越大 回路选择性越好 串联回路连接的负载RL要小 第一章通信电子电路基础 21 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 若信号源电压振幅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 22 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 电阻与电容串联 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 则前后两次的总容量相等 则有 解 23 C Cx 两端电