1-2 串并联LC回路.ppt

1.5简单串、并联谐振回路与双耦合谐振回路（P57）,概述1.5.1简单串、并联谐振回路的基本特性1.5.21.5.3品质因数及其影响1.5.4通频带与选择性1.5.6部分接入1.5.5群延时特性,概述,LC谐振回路是高频电路里最常用的无源网络，包括并联回路和串联回路两种结构类型。利用LC谐振回路的幅频特性和相频特性，不仅可以进行选频，即从输入信号中选择出有用频率分量而抑制掉无用频率分量或噪声(例如在选频放大器和正弦波振荡器中)，而且还可以进行信号的频幅转换和频相转换(例如在斜率鉴频和相位鉴频电路里)。另外，用L、C元件还可以组成各种形式的阻抗变换电路和匹配电路。所以，LC谐振回路虽然结构简单，但是在高频电路里却是不可缺少的重要组成部分，在本书所介绍的各种功能的高频电路单元里几乎都离不开它。,LC谐振回路是高频电路里最常用的基本选频网络。所谓选频是指从各种输入频率分量中选择出有用信号而抑制掉无用信号和噪声，这对于提高整个电路输出信号的质量和抗干扰能力是极其重要的。另外，用L、C元件还可以组成各种形式的阻抗变换电路。,LC谐振回路分为并联回路和串联谐振回路两种形式，其中并联网路在实际电路中用途更广，且二者之间具有一定的对偶关系，所以只要理解并联回路，则串联谐振回路的特性用对偶方法就可以得到。,串联谐振回路,问题：1、什么是r？,回路总阻抗Zr+j,趋肤效应,r是代表电感的损耗！,导线的直流电阻是当导线只通过直流或频率很低的交流时所呈现的电阻，此时导线横截面上电流密度(单位面积上的电流强度)可认为是均匀的。随着频率的逐渐增高，导线横截面上电流分布的不均匀现象会逐渐显著起来。,串联谐振回路电抗与频率变化的关系,串联谐振回路,问题：1、什么是r?2、什么是串联谐振频率？,回路总阻抗Zr+j,时，,，,X0,串联谐振电路的谐振频率：,串联谐振回路,串联谐振回路,问题：1、什么是r？2、什么是串联谐振频率？3、回路电流I的特点？,串联谐振时的电流：,谐振时回路电流最大，且与外加电压同相。,相角为0.,串联谐振回路,串联谐振回路,问题：1、什么是r？2、什么是串联谐振频率？3、回路电流I的特点？5、什么是Q?,在无线电技术中通常不是直接用等效电阻r，而是引入线圈的品质因数这一参数来表示线圈及回路的损耗性能，品质因数定义为无功功率与有功功率之比。,品质因数定义为无功功率与有功功率之比。,设流过电感线圈的电流为I，则电感L上的无功功率为，电阻r的消耗功率为，得到电感的品质因数,串联谐振回路,问题：1、什么是r？2、什么是串联谐振频率？3、回路电流I的特点？5、什么是Q?6、什么是电压谐振？,电容C上的电压：,电容上的电压同样为信号源电压的Q0倍，仅相位与电感上的电压相反，因此串联谐振称为电压谐振。,定义品质因数,电感线圈上的电压在谐振时为信号源电压的倍。,谐振时矢量图,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,在工程中总是满足,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,当B=0时，回路谐振。,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,谐振时的端电压,最大,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,并联谐振电路是电压谐振还是电流谐振？,流过电容的电流=？,并联谐振回路的品质因数,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,并联谐振电路是电压谐振还是电流谐振？,流过电感线圈的电流=？,ILP,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,并联谐振电路是电压谐振还是电流谐振？,ILP,并联谐振也称为电流谐振!,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,并联谐振也称为电流谐振!,ILP=,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,归一化抑制比(复数):串联谐振电路任意频率下的电流表达式与谐振时电流表达式之比：,广义失谐:,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,广义失谐,串联谐振回路与并联谐振回路具有相同的归一化表达式。,归一化并联谐振电路任意频率下的电压表达式与谐振时电压表达式之比：,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,归一化抑制比(复数)定义为：串联谐振电路任意频率下的电流表达式与谐振时电流表达式之比并联谐振回路任意频率下回路两端输出电压与谐振时回路两端电压之比,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,在窄带系统中,，即微失谐情况下,其中令,为广义失谐。,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,1.5.1简单串并联谐振回路的基本特性,Q1?Q2？Q3?,Q值越大，曲线越尖锐，回路的选择性越好！,串联单谐振回路由电感线圈（包括其损耗电阻）和电容构成，电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量，消耗能量的只有损耗电阻。,1.能量关系,电容和电感的瞬时功率,电容和电感的瞬时储能(设起始储能为零),电容和电感的伏安特性方程,设,谐振时,回路中电流,电容上电压,电容的瞬时储能,电感的瞬时储能,电感的瞬时储能,回路的品质因数,可得,回路总的瞬时储能,特性阻抗,谐振回路中的能量关系,就能量关系而言，所谓“谐振”，是指：回路中储存的能量是不变的，只是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡，而且谐振回路中电流最大。,回路一个周期的损耗,回路的品质因数,可得,回路总瞬时储能,回路一个周期的损耗,表示回路或线圈中的损耗。,考虑信号源内阻s和负载电阻L后，并联谐振回路的电路的空载0值,Q0=,而回路有载L值,有载品质因数远小于空载品质因数！,单LC回路的通频带？,0.7=,在,处为微失谐，,在,处也为微失谐，,，,而,所以,单L