选频网络原理与分析PPT课件

第2章通信电子电路分析基础2.1频率选择网络2.1.1串联谐振电路2.1.2并联谐振电路2.1.3串联和并联阻抗的等效交换以及电路抽头处的阻抗变换2.1.4耦合电路2.1.5选择性滤波器、2、简介1。频率选择的基本概念所谓的频率选择是选择所需的频率成分，并过滤掉不需要的频率成分。2.频率选择网络的分类，单振荡电路，耦合振荡电路，振荡电路(由L和C组成)，各种滤波器，液晶集中滤波器，石英晶体滤波器，陶瓷滤波器，表面声波滤波器，3，3。选频网络在本课程中的应用前端选择电路高频小信号放大器负载中频放大器负载高频功率放大器负载混频器负载正弦波振荡器电路调制电路负载。4，2.1.1串联谐振电路，2 . 1 . 1-1 2 . 1 . 1-2谐振概述和谐振条件2.1.1-3谐振特性2.1.1-4能量关系2.1.1-5谐振曲线和通带2.1.1-6相频特性曲线2.1.1-7信号源内阻和负载对串联谐振电路的影响，5，由电感线圈和电容组成的单振荡电路称为单振荡电路。信号源、电容和电感串联组成串联振荡电路。串联振荡电路的阻抗在某一频率下有一个最小值，当偏离该特定频率时，阻抗将迅速增加。单个振荡电路的这种特性称为谐振特性，这种特定频率称为谐振频率。谐振电路具有选频和滤波功能。2.1.1-1概述，6，2.1.1-2共振和共振条件，1。阻抗，7，当0季|z|R，0时，x0为感性，电流滞后电压，i0=0 | z |=rx=0，以实现串联谐振。回路谐振时的感抗或容抗称为特征阻抗。它表示为、8、2.1.1-3谐振特性，1)，2)谐振时电流最大，并且与电压源同相，3)，9，2，如果谐振频率f0最大，此时环路将串联谐振，结果信号频率被称为谐振频率，表示为o，这就是为什么它也被称为x=ol作为串联谐振环路的谐振条件。品质因数q:谐振时回路的感抗值(或容抗值)与回路电阻r的比值称为回路品质因数，用q表示，表示回路损耗的大小。当谐振发生时：因此，当串联谐振发生时，电感l和电容c上的电压达到最大值，是输入信号电压的q倍，所以串联谐振也称为电压谐振。因此，有必要提前注意电路元件的耐受电压。电感和电容两端的电压模数等于施加电压的q倍。(2) Q值一般可以达到几十或几百，因此电容器或电感器两端的电压可以是信号电压的几十或几百倍，称为电压谐振，在实际应用中应注意这一点。(3)当发生串联谐振时，电路中的电流或电压可以绘制成矢量图。注：损耗电阻包含在r中，因此：超前角小于。12，4。广义失谐系数：广义失谐量表示环路的失谐量，定义为：当0表示失谐量不大：当谐振时：=0。串联单振荡电路由一个电感线圈(包括其损耗电阻)和一个电容组成。电抗元件的电感和电容不消耗所施加电动势的能量。电路进入稳定状态后，两者只储存和交换能量，只有损耗电阻消耗能量。电容和电感的瞬时功率、电容和电感的瞬时储能(将初始储能设置为零)、电容和电感的伏安特性方程、2.1.1-4的能量关系、14的能量关系、2.1.1-4的能量关系、谐振时间、vc，I、电容的瞬时能量：电感的瞬时能量：回路的总瞬时储能、15，W是不随时间变化的常数。这表明能量(2)能量W是不随时间变化的常数，这意味着存储在整个回路中的能量保持不变，只有线圈和电容器相互切换，并且电抗元件不消耗外部电源的能量。(3)外部电源仅提供回路电阻消耗的能量，以维持回路的恒定振幅振荡，且振荡器回路中的电流在谐振时最大。串联谐振电路的谐振曲线和通带称为谐振曲线。N(f)可以用来表示共振曲线的函数。不同的q值，即不同的损耗r，对曲线有很大的影响。q值大的曲线尖锐，选择性好，q值小的曲线钝，通带宽。18的通带，其定义了当：电路的施加电压的幅度恒定并且频率改变时谐振电路的通带，并且对应于回路电流I下降到Io的时间的频率范围被称为谐振电路的通带。b用于表示：电流，因此也可以用线路频率f0表示，即，相位频率特性曲线，19，2.1.1-6，以及作为频率函数的环路电流相角曲线。因此，环路电流的相角是阻抗幅度角的负值，=环路电流的相角与施加的电压进行比较。如果超前，那么0如果滞后，那么Q2，因为环路电流的相频特性曲线是，20，通常当信号源的内阻和负载电阻不连接时，环路本身的q值被称为空载q (unloaded q值)，如公式2.1.1-7所示，信号源的内阻和负载对串联谐振环路的影响， 其中r是环路本身的损耗，RS是信号源的内阻，RL是负载，通常，当信号源的内阻和负载电阻相连时，环路的Q值称为有载QL，如等式所示。 21岁。结论：串联谐振回路通常适用于信号源内阻Rs很小(恒压源)，负载电阻R1也不大的情况。如果输出电流领先信号源电压相位Q0=50，试着找出：1)此时信号源频率f是多少？输出电流相对于谐振衰减多少分贝？2)为了在回路中串联另一个元件以使回路处于谐振状态，定性地分析了应该添加什么样的元件以及如何找到元件的参数。本主题主要研究串联谐振电路的基本参数和特性以及失谐情况下的特性。这个问题应该从“输出电流领先信号源电压45”开始，具体分析失谐时环路阻抗的输出电压和信号源之间的角度关系。同时，由于本主题给出了共振的条件，因此应将失谐情况与共振进行比较，以便充分利用已知条件。在串联谐振电路中，输出电流是：因此，当电路处于谐振状态时，就是定义通带b的条件，即信号源频率处于电路通带的边缘。从通带的定义可以看出，已知条件f0=1MHz，Q=50，因此，当电路的失谐状态从已知条件已知时，L1/c，因此为0，即，fR，I，s，27，谐振时的阻抗特性：因此，当环路谐振时：2.1.2-2谐振条件，28，2.1.2-3共振特性，共振条件：如果不成立，共振时的Z是一个实数，因此，2。谐振频率f0，29，3。品质因数，谐振时电感支路或电容支路的电流幅值是外加电流源is的QP倍。因此，并联谐振也称为电流谐振。q通常在几十到几百的范围内，因此信号源中的电流不是很大，而支路中的电流很大。广义失谐是指环路中的失谐量。谐振曲线串联回路用电流比表示，并联回路用电压比表示。谐振曲线，2.1.2-4谐振曲线，相频特性和通带。32可以在回路端电压谐振时绘制。在小失谐的情况下，结论：33，相位角：2。阶段-当=p=0电路为纯电阻p时，0电路为电感电路，相频曲线如图、所示，当电路端电压降至最大值时，对应的频率范围为绝对通带、相对通带、3通带、35、2.1.2-5信号源内阻和负载电阻对并联谐振电路的影响、36，例2-1:有一个并联谐振电路如图所示。空载q值Qp=80，谐振电阻Rp=25k，谐振频率fo=30MHz，信号源电流幅度=0.1mA(1)如果信号源内阻Rs=10k，当负载电阻RL未连接时，谐振时的通带b和输出电压幅度Vo是多少？(2)如果RS=6K，RL=2K，此时通带B和Vo是什么？解：(1)RS=10K，而(2)，所以并联电阻越小，QL越低，通带越宽。37，z=rjx=rj (l-)=，广义失谐系数：谐振曲线：38，例：有一个双电感复并联电路如图所示，L1 L2=500，已知C=500PF，为了使电源中的二次谐振能量被电路滤波，L1和L2应如何分配？R2，L1，L2，R1，呃，39、2.1.3等效交换的串并联阻抗和抽头变化，等效交换的1串并联阻抗，所谓等效是指电路在一定频率下工作，无论其内部电路形式如何，从端口看其阻抗或导纳是相等的。因此，由于串联电路的有载品质因数等于并联电路的有载品质因数，等效交换的转换关系为：当品质因数很高(大于10或更大)时，有，40，结论：2)串联电抗被转换成具有相同性质的并联电抗，以及：3)串联电路的有效品质因数是，1)小串联电阻被转换成大并联电阻，以及：41，根据能量等效原理，接入因子p是抽头点电压与端电压的比值：因此，由于p是小于1的正数，即当从低抽头切换到高抽头时，等效阻抗增加一个因子。当不考虑两端之间的互感m时，由于谐振时的高q值，ab两端的等效阻抗可表示为：此时环路的谐振频率为：当抽头改变时，p值改变，这可以改变db、43两端环路的等效阻抗，当考虑和之间的互感m时，上述讨论是关于阻抗形式的抽头改变。如果是导纳形式：2)对于电容抽头电路，应该指出接入系数，或者假设ab端的阻抗远大于L1或其他。44、3)电流源的转换：右图显示了电流源的转换关系。因为它是等价的转化，它的力量在转化前后不会改变。电压源和电流源之间的转换比不是，从ab到bd的转换比是1/p。在保持相同功率的情况下，电流转换比是p倍。也就是说，当抽头从低变到高时，电流源减小了1/4。由于负载电容的减小，结论如下：1。当抽头改变时，的比率改变，即p改变2。当抽头从低变到高时，等效导纳降低P2倍，q值增加很多，即等效电阻增加倍，并联电阻增加，q值增加。电容降低，阻抗增加。因此，抽头的目的是降低信号源的内阻和负载对环路和的影响。当负载电阻和信号源内阻较小时，应采用串联连接。当负载电阻和信号源内阻较大时，应采用并联连接；负载电阻信号源的内阻不小，采用部分接入方式。下图显示了一个紧密耦合的抽头电路，其接入系数的计算可参考上述分析。假设谐振频率fp=465kHz，Rs=27K、Rp=172K、RL=1.36K，空载Qo=100，P1=0.28，P2=0.063，Is=1mA，则环路通带B=？和等效电流源。48岁。解决方案：首先，将Rs和RL转换到循环的两端，如图(b)所示。如果从fo和QL找到的是Is=1mA，则因为电路本身，51，插入损耗用分贝表示：通常我们希望电路中的Q0很大，即损耗很小。耦合回路1。概述，单振荡回路具