第1章1.1LC选频

1、LCLC电路为电路为信号服务信号服务1.1.2 选频网络的基本特性选频网络的基本特性 1.1.1 LC 选频回路选频回路 *1.1.4 双耦合谐振回路及其选频特性双耦合谐振回路及其选频特性 1.1.3 LC 阻抗变换网络阻抗变换网络 分类：分类：RpLCRSiSRLCRSiS1.1.1 LC 选频回路选频回路 谐谐振振特特性性选选频频特特性性CRLRp RLCRSuS等效等效掌握掌握RLCRSiSCj1LjRCj1)LjR(Zp C1jLjRZs )C1L( jRCL )(C1LjR jXRCL jXR ZPRLCRSuSZS回路总电抗回路总电抗XRLCRSuSRLCRSiS (1) 谐谐振振

2、条条件件：CRLZpo =pR 串串联联谐谐振振阻阻抗抗RZso (3) 谐谐振振频频率率：RpLCRSiSSOZjXRCLZP jXR)C1L( jRZSOS POZRLCRSuSRpLCRSiS物物理理意意义义：谐谐振振条条件件下下，回回路路储储存存能能量量与与消消耗耗能能量量之之比比P2io2iR/uL/uQ =LRoP +ui-iiRiLiQ2io2i =RLo =p2io2iR/uCu =poCR =RiC/i2io2i =RC10 CRLRp 广义失谐广义失谐)( j1R opp2jQ1RZ )(os2jQ1RZ RLCRSuSRLCRSiS)( ooopRLj1R jXRCLZp

3、 jXRZS )1(1/CLRLjRCL )(CL1RLj1Rp C1jLjR )(C1LjR )( oooRLj1R j1Rp jpeZ jseZ jRZpp 1PjpeZ )1( jRZs SjseZ 其其中中：o2Q 称称广广义义频频率率 2pp1RZ 2s1RZ 1ptg 1stg 作图，通过作图，通过频响特性曲线频响特性曲线了解了解阻抗阻抗与激励与激励信号信号频率频率之间的变化关系之间的变化关系定性定性 o PZ o SZ讨论：讨论：(1) 当当o ，即，即CL1 Q1Q11OQ2或或P S OQ1Q2PS或或 相位关系为：相位关系为： 1Ptg 1Stg 实际实际/谐振谐振电电感感

4、支支路路电电流流：iopoiLiLRjLjui 电电容容支支路路电电流流：电电容容端端电电压压：CRujjiuoioCic 1RpLCRSiSiiiCiRiL+ui- -RLCRSuS+ uC - -+ uL - -ii+ui- -+uR- -ijQi ijQu uLucuR1.1.2 选频网络的基本特性选频网络的基本特性 选频电路选频电路的通频带宽度与的通频带宽度与传输信号传输信号有效频谱宽度相一致。有效频谱宽度相一致。fof1f22f0.72f0.1理想理想实际实际(f) = H(f ) / H(fo)f0.40.60.81.00.200df)f(dH 通频带外的幅频特性通频带外的幅频特性

5、0)f(H 定义：定义：矩形系数矩形系数 K0.1 7 .01 .01 .0f2f2K 通频带通频带 2f0.7 ：12ffB 理想选频电路的矩形系数理想选频电路的矩形系数 K0.1 = 1实际选频电路的矩形系数实际选频电路的矩形系数 K0.1 1理想选频电路：理想选频电路： 通频带内的幅频特性通频带内的幅频特性矩形窗函数矩形窗函数)(02ff2 70f2. 不引入信号的相位失真条件：不引入信号的相位失真条件： dffd)(o+/2( f )f-/20-ofof1f22f07理想理想实际实际实际选频回路的相频特性曲线实际选频回路的相频特性曲线不是一条直线不是一条直线。 通频带内的相频特性：通频

6、带内的相频特性： 为负常数为负常数 真实激励信号是复合频率信号，若电路相频特性曲线真实激励信号是复合频率信号，若电路相频特性曲线不是直线，各个频率分量所产生的相移不成线性关系，产不是直线，各个频率分量所产生的相移不成线性关系，产生相位失真，使选频回路输出信号的包络波形产生变化。生相位失真，使选频回路输出信号的包络波形产生变化。定定义义：21uuioi 211 21iiioi 211 ioiuu o 121ioiii o 121LRRRQoLpsL / LRQop0 LsoLRRRLQ RpLCRSiSRLRLCRSuSRL0QQL 结论：结论：1.1.3 LC 阻抗变换网络阻抗变换网络 一一

7、串串、并并联联阻阻抗抗等等效效互互换换BX1RXR1AABX2R2R1 外接电阻、外接电阻、 RX 损耗电阻损耗电阻BX1RXR1AABX2R2222211)()(jXRjXRjXRRX 22222222222222XRXRjXRXR 122112)(XXQRRRLXX111LRRXQ RCL)RL(R)Q(RR121o21LP LC10 RL1CRSiSL2RpCRSiSRLN1N2M+u1-+u2-C二二 变压器阻抗变换电路变压器阻抗变换电路 RL初级：线圈圈数为初级：线圈圈数为 N1次级：次级： 为为 N2 全耦合全耦合( k=1 )，损耗忽略，损耗忽略 或或 LLRuRu2221 22

8、21uuRRLL 变压器初次级电压比变压器初次级电压比 u1u2 等于相应圈数比等于相应圈数比 N1N2LLRNNR221)( 可通过改变可通过改变 比值调整比值调整RL 的大小。的大小。 21NN等效：初级回路的电阻等效：初级回路的电阻RL上所消耗上所消耗 的功率和次级负载的功率和次级负载RL上所消耗功率相等上所消耗功率相等 故故三三 回路抽头的阻抗变换回路抽头的阻抗变换电电感感抽抽头头部部分分接接入入电电容容分分压压部部分分接接入入L2L1CL2L1CRLC2C1LLC2C1RLiSRSL1C2C1RLiSRSL2L1C2C1RLabbacdcdL2其其中中：2121CCCCC ， 有有互

9、互感感无无互互感感M2LLLLL2121iSRSL2L1C2C1RLacbdiS RS LCRLab+ucb-+uab-+udb-+uab-iSRSL2L1C2C1RLacbdiS RS LCRLab LabdbLSabcbSSabcbSRuuRiuuiRuuR1)(1)(1)(122 LdbLabcbSabSS2cbSabRuRuuiuiRuRu222 LLSSSSGpGipigpg22121+ucb-+uab-+udb-+uab-分析分析等效等效电路电路原原电路电路iSRSL2L1C2C1RLacbdiLiSiCiR212CCC iL iS iC iR ususisis*1.1.4 双耦合

10、谐振回路及其选频特性双耦合谐振回路及其选频特性 isis2222max224)1(2 uum +u2m-+u2m-)(21mmmCCCCCk 电容耦合回路电容耦合回路互感耦合回路互感耦合回路21LLMk k0.01 很弱耦合很弱耦合k=0.010.05 弱耦合弱耦合k=0.050.09 强耦合强耦合k=0.091 很强耦合很强耦合k=1 全耦合全耦合2222max224)1 (2 uum 11220 11220 1讨讨论论： 当当1，称称为为临临界界耦耦合合 特特点点，Q1KKC （K KC C称称为为临临界界耦耦合合系系数数） 当当 0时时 ，可可得得： 22222)2(4)1( 0122 解解得得： 12 12 12 而而在在0 处处，曲曲线线处处于于谷谷值值，其其值值为为：11220 上上式式表表明明，特特性性曲曲线线呈呈双双峰峰，峰峰值值点点分分别别位位于于12 处处 2B 通通频频带带可可定定义义为为：当当 21时，所对应的广义失谐时，所对应的广义失谐o2Q 中的中的 2为回路的通频带。为回路的通频带。讨讨论论一一个个典典型型的的情情况况：当当1 时时， 1令令 214)1(222221 即即可可得得：2