LC串并联谐振回路PPT演示课件

3.2LC串并联谐振回路,LC谐振回路是最简单也是最基本的LC滤波器电路谐振回路的主要特点是具有选频作用。它在无线电高频设备中的应用非常广泛，不仅是各种形式滤波器的基础，而且在各种调谐放大器、调制、解调、变频等电路中也需要用到。,1,3.2.1LC串联谐振回路,谐振回路的主要特点是具有选频作用，对于串联回路来说，就是要求当外加输入电压信号作用时，在指定的频率fo附近，回路中的电流I尽可能大，而在离开频率fo两边一定范围以外，回路中的电流应尽量小。所以我们需要研究怎样由回路元件参数来确定中心频率fo，以及如何选择参量来获得比较满意的选频性能。,2,3.2.1LC串联谐振回路,3,串联谐振回路品质因数Q:,回路电抗数值与电阻数值的比值,Q对回路选频性能的影响：,Q值越高，回路的谐振曲线越尖锐，选择性越好，对无用信号的抑制能力越强，但通频带越窄。,4,回路空载品质因素Q0：表示回路不含外加负载电阻与阻尼电阻时，回路电抗与其固有损耗电阻r的比值。,回路有载品质因素QL：表示考虑了外加负载电阻与信号源内阻时的回路品质因素。,5,LC串联谐振回路的讨论,串联回路谐振时，电感器和电容器的端电压均达到最大值，并为输入电压的Q倍。故又称串联谐振为电压谐振。,6,例1：串联回路如下图所示。,信号源频率F=1MHz电压振幅V=0.1V。将1-1端短接，电容C调到100PF时谐振。此时，电容C两端的电压为10V。,如1-1端开路再串接一阻抗Z（电阻和电容串联），则回路失谐，电容C调到200PF时重新谐振。此时，电容C两端的电压为2.5V。试求：线圈的电感L，回路品质因数Q以及未知阻抗Z。,7,解:将1-1短接,8,回路总电阻,所以当F=1MHz时,1-1断开,串接Z时,Z为Cx与Rx串联,则回路总电容为,Cx=200pF=C,9,一、并联谐振回路原理1、电路特点,回路电感元件的固有损耗电阻r包括电感线圈导线的欧姆电阻、由趋肤效应引起的高频损耗电阻固有损耗也可等效表示为并联谐振电阻Rp,3.2.2并联谐振回路,10,2、LC并联谐振回路的传输阻抗,传输函数（传输阻抗）,11,3、LC并联谐振回路的谐振频率,回路谐振时：回路电压与输入激励电流同相位回路呈纯阻特性,其中:,回路谐振频率:,为回路无阻尼振荡频率。,12,4、LC并联谐振回路的两种电路形式等效,分子分母同乘,Q值很高,并联回路的品质因数Q:,电阻数值与回路电抗数值的比值,串联回路的品质因数Q:,回路电抗数值与电阻数值的比值,13,并联回路的阻抗特性并联回路的电抗特性,5、LC并联谐振回路的阻抗特性,电感,电容,=0，呈纯电阻且阻值最大0，呈容性0，呈感性,14,6、LC并联谐振回路的讨论,当回路谐振时，最大输出电压、电阻、电感、电容支路的电流分别为：,并联回路谐振时，流过其电抗支路的电流比激励电流大Q倍，故并联谐振又称电流谐振。,15,频率特性：,以=时的输出电压对归一化，可得并联谐振回路的相对幅频特性与相频特性，其值分别如下：,7、高Q值LC并联回路的频率特性,16,并联回路相对幅频特性,Q值越大，谐振曲线越尖锐，选择性越好，但通频带变窄。Q值越小，曲线越平坦，选择性越差，通频带越宽。,17,例2设一放大器以简单并联谐振回路为负载，信号中心频率f0=10MHz，回路电容C=50pF，（1）试计算所需的线圈电感值（2）若线圈品质因数为Q=100,试计算线圈的并联谐振电阻Rp及回路带宽BW。（3）若放大器所需的带宽Bw=0.5MHz，则应在回路上并联多大的电阻才能满足放大器所需带宽要求。,解：,（1）由：,得：,（2）由,得：,18,例2设一放大器以简单并联谐振回路为负载，信号中心频率f0=10MHz，回路电容C=50pF，（1）试计算所需的线圈电感值（2）若线圈品质因数为Q=100,试计算回路谐振电阻及回路带宽。（3）若放大器所需的带宽Bw=0.5MHz，则应在回路上并联多大的电阻才能满足放大器所需带宽要求。,解：,（3）由：,得：,得：,19,例3,下图所示为放大器的简化等效电路。已知：空载品质因数Q0=105，L=588H，C=200PF，Rg=RL=180k。试求：1、谐振频率f0；2、通频带BW0.7,2,，,MHz,20,作业,对于收音机的中频放大器，其中心频率，回路电容，试计算回路电感L，Q值和电感线圈的并联谐振电阻。,21,二、信号源內阻和负载电阻对并联谐振回路的影响,减小，通频带加宽，选择性变坏。,可见，在有信号源內阻和负载电阻情况下，为了对并联谐振回路的影响小，需要（1）应用阻抗变换电路，增大负载的值（2）极可能采用恒流源激励,22,3.2.3阻抗变换与接入系数,将负载从次级等效到初级,(1)全耦合变压器等效,理想变压器无损耗：,从功率等效角度证明：,23,(2)双电感抽头耦合电路,定义接入系数（抽头系数）p为：与外电路相连的那部分电抗和本回路参数分压的同性质总电抗之比,可得,根据变换前后功率等效原理：,（a）RL部分接入并联回路,24,(2)双电感抽头耦合电路,可得,根据变换前后功率等效原理：,（b）Rs部分接入并联回路,25,（3）双电容抽头耦合电路,可得,(p1),（a）RL部分接入并联回路,根据变换前后功率等效原理：,26,(3)双电容抽头耦合电路,可得,根据变换前后功率等效原理：,（b）Rs部分接入并联回路,同理可得：,27,接入系数p,28,(4)应用部分接入法的选频电路,接入系数：,结论:采用