调频广播技术

1、tV000cosvtVcosvtV000cosvtVcosv 0D D m 0+D D mAMFM调频波的指标调频波的指标频谱宽度频谱宽度寄生调幅寄生调幅抗干扰能抗干扰能力力幅度调制幅度调制角度调制角度调制调频FM调相PM载波信号载波信号的受控参量的受控参量振幅振幅频率频率相位相位解调方式解调方式相干解调或相干解调或非相干解调非相干解调鉴频或鉴频或频率检波频率检波鉴相或鉴相或相位检波相位检波解调方式解调方式的差别的差别频谱线性搬频谱线性搬移频谱结构移频谱结构无变化无变化频谱非线性频谱非线性频谱结构发频谱结构发生变化属于生变化属于非线性频率非线性频率变换变换特点特点频带窄频带窄频带利频带利用率高

2、用率高频带宽频带宽频带利频带利用不经用不经济、抗济、抗干扰性干扰性强强用途用途广播广播电视电视通信通信遥测遥测数字数字通信通信调幅AM)(t)(ttdd瞬时相位瞬时相位)(t00)(tttd0t0实轴实轴)(ttt )(t调相调相00)()(tkttvp)()(00tktttvpdd 0 0t t+ +0 0是未调制时的载波相位；是未调制时的载波相位；kpv (t)是瞬时相位相对于是瞬时相位相对于0 0t+t+0 0的偏移，叫瞬时的偏移，叫瞬时相位相位偏移，简称偏移，简称相位相位偏移或偏移或相相移移。可表可表示为示为)()(tktDvp最大相移，即最大相移，即相偏相偏，表示为，表示为max)(

3、tkDvp)(0ttkvddp瞬时相位瞬时相位瞬时频率瞬时频率频偏频偏max)()(ttktDvddpppm调制指数调制指数设调制信号为设调制信号为v (t)，载波信号载波信号)cos()(000tVtv数学表达式数学表达式ttKtVtdf)(cos000v瞬时频率瞬时频率瞬时相位瞬时相位最大频移最大频移调制指数调制指数FM波波PM波波ttkddp)(0vtttKt0f0d)(vmax)(ttKddpmDvmax0ffd )(ttKmtvmaxpp)(tKmv附：上述比较中的调制信号附：上述比较中的调制信号 v (t)，载波，载波V0mcos 0(t)(cos00tKtVvp)(f0tKv)(

4、0tKtvpmaxfm)(tKDv以单音调制波为例以单音调制波为例调制信号调制信号tVtcos)(v调频调频tVktcos)(0f00sin)(tVkttf瞬时频率瞬时频率瞬时相位瞬时相位已调频信号已调频信号)sincos()(000tVktVtaf)sincos(000tmtVfVkmffDfDVkff00cos)(tVkttptVktsin)(0p瞬时频率瞬时频率瞬时相位瞬时相位已调相信号已调相信号)coscos()(000tVktVtap)coscos(000tmtVpppVkm DpDm调制信号调制信号tVtcos)(vDVkpp调制信号调制信号tVtcos)(v调频调频tVktcos

5、)(0f瞬时频率瞬时频率VkmffDf00sin)(tVkttf瞬时相位瞬时相位Dm调相调相00cos)(tVkttp瞬时相位瞬时相位VkmppDptVktsin)(0p瞬时频率瞬时频率VkmffDf调相调相VkmppDp可以看出调相制的信号带宽随调制信号频率的升可以看出调相制的信号带宽随调制信号频率的升高而增加，而调频波则不变，高而增加，而调频波则不变，有时把有时把调频制叫做恒定带宽调制调频制叫做恒定带宽调制。调制信号调制信号tVtcos)(v一、频谱一、频谱已调相信号已调相信号)coscos()(00tmtVtap已调频信号已调频信号)sincos()(00tmtVtaf)sinsin(s

6、in)sincos(cos000tmttmtVff其中其中tnmJmJtmn2cos)(2)()sincos(1fn2f0f已调频信号已调频信号)sincos()(00tmtVtaf是以是以mf为参数的为参数的n阶第一类贝赛尔函数阶第一类贝赛尔函数)(fnmJ由于调频波和调相波的方程式相似，因此只要分析其中一种的频谱，则对另一种由于调频波和调相波的方程式相似，因此只要分析其中一种的频谱，则对另一种也完全适用。也完全适用。) 12sin()(2sin2cos)(2)()(01201200tnmJttnmJmJVtannfnfnfsin) 12sin()(2cos2cos)(2cos)(00201

7、2000ttnmJttnmJtmJVnnf1nfnf)12(cos)12(cos)()2cos()2cos()(cos)(000f1n20001fn20f00tntnmJVtntnmJtmJVnn单音调制时，调频波的频谱不是调制信号频谱的简单搬移，单音调制时，调频波的频谱不是调制信号频谱的简单搬移，而是由载波和无数对边带分量所组成，而是由载波和无数对边带分量所组成， 它们的振幅由对应的各阶贝塞尔函数值所确定。它们的振幅由对应的各阶贝塞尔函数值所确定。其中，奇次的上、下边带分量振幅相等、极性相反；偶次的振幅相等、极性相同。其中，奇次的上、下边带分量振幅相等、极性相反；偶次的振幅相等、极性相同。

8、2) 调制指数调制指数mf越大，具有较大振幅的边频分量就越多。越大，具有较大振幅的边频分量就越多。这与调幅波不同，在单频信号调幅的情况下，边频数目与调制指数无关。这与调幅波不同，在单频信号调幅的情况下，边频数目与调制指数无关。3)载波分量和各边带分量的振幅均随载波分量和各边带分量的振幅均随mf变化而变化。对于某些变化而变化。对于某些mf值，值，载频或某边频振幅为零。籍此可以测定调制指数载频或某边频振幅为零。籍此可以测定调制指数mf。 )(2)(2)(202121222020nnmJmJmJRVPfnfnff fnf )(2)(2122020nmJmJRVRV220上式表明，当上式表明，当V0一

9、定时，不论一定时，不论mf为何值，调频波的平均功率为何值，调频波的平均功率恒为定值，并且等于未调制时的载波功率。换句话说，恒为定值，并且等于未调制时的载波功率。换句话说，改变改变mf仅会引起载波分量和各边带分量之间功率的重新分配，仅会引起载波分量和各边带分量之间功率的重新分配，但不会引起总功率的改变。但不会引起总功率的改变。 虽然调频波的边频分量有无数多个，但是，对于任一给定的虽然调频波的边频分量有无数多个，但是，对于任一给定的mf值，高到一定次数值，高到一定次数的边频的边频分量其振幅已经小到可以忽略，以致滤除这些边频分量对调频波形不会产生其振幅已经小到可以忽略，以致滤除这些边频分量对调频波形

10、不会产生显著的影响。显著的影响。通常规定：凡是振幅小于未调制载波振幅的通常规定：凡是振幅小于未调制载波振幅的1(或或10，根据不同要求而定，根据不同要求而定)的的边频分量均可忽略不计，保留下来的频谱分量就确定了调频波的频带宽度。边频分量均可忽略不计，保留下来的频谱分量就确定了调频波的频带宽度。如果将小于调制载波振幅如果将小于调制载波振幅l0的边频分量略去不计，则频谱宽度的边频分量略去不计，则频谱宽度BW可可由下列近似公式求出：由下列近似公式求出：FmBW) 1(2f)(22,10)1(2, 1)(2, 1为为最最大大频频偏偏称称为为宽宽带带调调频频, ,波波频频带带相相同同与与称称为为窄窄带带

11、调调频频, ,mmfFMffFMfFMfAMffFmBmFmBmFBmDD从上面的讨论知道，调频波和调相波的频谱结构以及频带宽度与调制指数有密切的从上面的讨论知道，调频波和调相波的频谱结构以及频带宽度与调制指数有密切的关系。总的规律是：关系。总的规律是：调制指数越大，应当考虑的边频分量的数目就越多，无论对于调制指数越大，应当考虑的边频分量的数目就越多，无论对于调频还是调相均是如此。调频还是调相均是如此。这是它们共同的性质。这是它们共同的性质。但是，由于调频与调相制与调制频率但是，由于调频与调相制与调制频率F的关系不同，仅当的关系不同，仅当F变化时，它们的变化时，它们的频谱结构和频带宽度的频谱结

12、构和频带宽度的关系关系就互不相同。就互不相同。调频调频调相调相VkmppDpVkmffDf对于调频制，仅当对于调频制，仅当F变化时，在常用的宽带调频制中，频率分量变化时，在常用的宽带调频制中，频率分量随随mf变化而变化，但同时带宽基本恒定。因此又把调频叫做恒变化而变化，但同时带宽基本恒定。因此又把调频叫做恒定带宽调制定带宽调制对于调相制，仅当对于调相制，仅当F变化时，频率分量不变，但带宽变化。特别是变化时，频率分量不变，但带宽变化。特别是F增加时，带宽增加。对于增加时，带宽增加。对于Fmin Fmax而言，而言， Fmax决定总决定总的带宽，低端频率分量的频谱利用率不高的带宽，低端频率分量的频

13、谱利用率不高 。因此，模拟通信系统。因此，模拟通信系统中调频制要比调相制应用得广泛。中调频制要比调相制应用得广泛。)sinsin(sin)sincos(cos)(10100NnnNnntmttmtVtanfnf以双频信号为例以双频信号为例)sinsinsin(sin)sinsincos(cos)(22110221100tmtmttmtmtVtafffftnmJtmn) 12sin()(2)sinsin(012fnftnmJmJtmn2cos)(2)()sincos(120fnff此时增加了许多组合频率，使频谱组成大为复杂。因此，调频与调相制属于非线性调制。产生调频信号的方法很多，归纳起来主要有

14、两类：第一类是产生调频信号的方法很多，归纳起来主要有两类：第一类是用调制信号直接控制载波的瞬时频率用调制信号直接控制载波的瞬时频率直接调频。第二类是由直接调频。第二类是由调相变调频调相变调频间接调频。间接调频。如果载波由如果载波由LC自激振荡器产生，则振荡频率主要由谐振回路自激振荡器产生，则振荡频率主要由谐振回路的电感元件和电容元件所决定。因此，只要能用调制信号去的电感元件和电容元件所决定。因此，只要能用调制信号去控制回路的电感或电容，就能达到控制振荡频率的目的。控制回路的电感或电容，就能达到控制振荡频率的目的。瞬时频率瞬时频率)(t瞬时相位瞬时相位)(t00)(tttd)(ttdd鉴频器的指

15、标鉴频器的指标鉴频跨导鉴频跨导鉴频灵敏度鉴频灵敏度鉴频频带宽度鉴频频带宽度寄生调幅抑制能力寄生调幅抑制能力失真和稳定性失真和稳定性高频电子线路中常用的选频网络有：高频电子线路中常用的选频网络有：选频网络选频网络振荡电路（由振荡电路（由L、C组成）组成）单振荡回路单振荡回路耦合振荡回路耦合振荡回路各种滤波器各种滤波器LC集中滤波器集中滤波器石英晶体滤波器石英晶体滤波器陶瓷滤波器陶瓷滤波器声表面波滤波器声表面波滤波器 + C Vs L R Is C L R + C Vs L R + C Vs L R 阻抗阻抗XRZj)1( jCLR22XRZ O电抗电抗容性容性感性感性LX=L1C01CRZ0X

16、O电抗电抗容性容性感性感性LX=L1C01CRZ0谐振频率谐振频率X阻抗阻抗XRZj22XRZ串联单振荡回路的谐振特性：其阻抗在某一特定频率上具有最串联单振荡回路的谐振特性：其阻抗在某一特定频率上具有最小值（谐振状态），而偏离此频率时将迅速增大。小值（谐振状态），而偏离此频率时将迅速增大。 O电抗电抗容性容性感性感性LX=L1C01CRZ0谐振条件谐振条件: :0100CLX即信号频率即信号频率LC10或或LCf210XRZj阻抗阻抗22XRZ Z R 0 谐振频率谐振频率选频特性曲线选频特性曲线ZVS，具有带通选频特性。具有带通选频特性。RVIS0 + C Vs L R 1. 谐振时，回路阻

17、抗值最小，即谐振时，回路阻抗值最小，即Z=R；当信号源为电压源时，回路电流最大，当信号源为电压源时，回路电流最大， O电抗电抗容性容性感性感性Lx=L1C01C + C Vs L R XRZj阻抗阻抗)1( jCLR2. 阻抗性质随频率变化的规律：阻抗性质随频率变化的规律：1) 0时，时，X 0时时X =0呈纯阻性呈纯阻性X 0呈感性呈感性LIVL000jssVRLLRV00jjCIVC000j1ssVCRCRV001jj1又因为又因为CL001所以所以00 CLVV + C Vs L R 考虑到，谐振时考虑到，谐振时ssVRLLRV00jjLIVL000jssVCRCjRV001j1CIVC

18、000j1CL001CRRLQ001sVQjsVQj3.串联谐振时，电感和电容两端的电压模值大小相等，串联谐振时，电感和电容两端的电压模值大小相等，且等于外加电压的且等于外加电压的Q倍；倍；由于由于Q值较高值较高,常在几十到几百常在几十到几百左右左右,必须预先注意回路元件的耐压问题。必须预先注意回路元件的耐压问题。)()()(.0IINRVCLRVss)1j()1(CLRRj)(j00)() (j11eNQ)(11000 jRL因此，表示谐振曲线的函数为因此，表示谐振曲线的函数为)()()(.0IIN)1( jCLRR)(j00)() (j11eNQ谐振曲线包括幅频特性曲线和相频特性曲线，分别

19、用谐振曲线包括幅频特性曲线和相频特性曲线，分别用N()和和()两函数表示。仅对选频特性而言，通常只关心幅频两函数表示。仅对选频特性而言，通常只关心幅频特性特性N()。针对幅频特性，又分为两个方面：频率选择性。针对幅频特性，又分为两个方面：频率选择性和通频带。和通频带。)1( j)()()(.0CLRRIIN)(j00)() (j11eNQ20020) (11)()()(QIIN选频特性曲线选频特性曲线N()Q101. 频率选择性频率选择性见右图，频率见右图，频率偏离偏离0越远，越远，N()下降得下降得越多。越多。 因此，可以用因此，可以用0 表示频率偏离谐振的程度，称为失谐表示频率偏离谐振的程

20、度，称为失谐量量 。20020) (11)()()(QIIN对于同样的频率对于同样的频率和和0，回路的，回路的Q值愈大，值愈大， N()下降的下降的越多。越多。回路的回路的Q值愈高，谐振曲线愈尖锐，对外加电压的选频作用值愈高，谐振曲线愈尖锐，对外加电压的选频作用愈显著，回路的选择性就愈好。愈显著，回路的选择性就愈好。所以，定义广义失谐量所以，定义广义失谐量0000QRLRCLRX01)(失谐电抗当当 0，即失谐不大时：即失谐不大时：00000)(Q0022ffQQDD00Q幅频特性函数幅频特性函数N()和曲线分别为和曲线分别为2200211) (11)0()()(QIIN1210027 . 0

21、 )()(2D127 .02fffD或21) (11)0()()(2002QIIN2111) (11)0()()(22002QIIN102D QQ0702DQff.0702 D或0DQ0702DQff.0702 D或回路回路Q值越高，选择性越好，但通频带越窄，二者矛盾。值越高，选择性越好，但通频带越窄，二者矛盾。 + C Vs L R 损耗电阻损耗电阻 Z R 0 谐振频率谐振频率选频特性曲线选频特性曲线ZVS通常，串联谐振回路的带通特性要求信号源内阻越低越好通常，串联谐振回路的带通特性要求信号源内阻越低越好但是在高频电子线路中，信号源多为工作于放大区的有源器件（晶体管、场效应管），但是在高频

22、电子线路中，信号源多为工作于放大区的有源器件（晶体管、场效应管），基本上可看做恒流源基本上可看做恒流源 Is C L R 同样，要研究并联振荡回路的选频特性，同样，要研究并联振荡回路的选频特性，可以考察其阻抗随频率变化的规律。可以考察其阻抗随频率变化的规律。CLRCLRZj1jj1jCLRCLR1jj1jCLRCL1jLCLCR1j1通常，损耗电阻通常，损耗电阻R在工作频段内满足：在工作频段内满足：LR或或 高高Q采用导纳分析并联振荡回路及其等效电路比较方便，为此引人并联振荡回路的采用导纳分析并联振荡回路及其等效电路比较方便，为此引人并联振荡回路的导纳。导纳。 Is C L R 损耗电阻损耗电

23、阻CLRCLRZj1jj1jLCLCR1j1 Is C L R 损耗电阻损耗电阻Q高 Is C L 1/G 回路总导纳回路总导纳LCLCRBGY1jj式中电导式中电导G和电纳和电纳B分别为分别为LCRG LCB1 Is C L 1/G 谐振特性：其导纳在某一特定频率上具有最小值（谐振状态），谐振特性：其导纳在某一特定频率上具有最小值（谐振状态），而偏离此频率时将迅速增大。而偏离此频率时将迅速增大。谐振条件谐振条件:01LCB即信号频率即信号频率LC1p或或LCf21pB O电纳电纳CB=C 1L1L感性感性容性容性P Is C L Rp 回路总导纳回路总导纳LCLCRBGY1jj1. 阻抗性质

24、随频率变化的规律：阻抗性质随频率变化的规律：1) p时，时，B p时，时，B 0呈容性。呈容性。 Is C L 1/G YOpG选频特性曲线选频特性曲线ZIs2. 谐振时，回路阻抗值最大，即谐振时，回路阻抗值最大，即当信号源为电流源时，回路电压最大，即当信号源为电流源时，回路电压最大，即RCLCRRLQPPp1RCLCL1CRLRpppp)1j()1j()()()(.pppsps0LCGGGLCGIVVNI)(jppp)() ( j11eNQ可见，对串联和并联谐振回路而言，谐振曲线可见，对串联和并联谐振回路而言，谐振曲线是相似的。是相似的。0ppVCjICCRIppsjspjIQCRLRQpp

25、pppLjILQLjVLjRVIpSppppLp00spjIQ3.并联谐振时，流经电感和电容的电流模值大小相近，方向相反，并联谐振时，流经电感和电容的电流模值大小相近，方向相反，且约等于外加电流的且约等于外加电流的Q倍；倍；LCR回路的状态与串联谐振回路相似。回路的状态与串联谐振回路相似。 Is C L 1/G Is C L 1/G YOpG选频特性曲线选频特性曲线ZIs回路中电压幅值与外加电流频率之间的关系曲线称为谐振曲线。回路中电压幅值与外加电流频率之间的关系曲线称为谐振曲线。因此，表示谐振曲线的函数为因此，表示谐振曲线的函数为)1j()1j()()()(.pppsps0LCGGGLCGI

26、VVNI + C Vs L R RLZsVI互偶互偶 Is C L R gCYsIVLpspppRRRRRL11LsppL1GGGLQLpsppRRRRQ1IsCLRsRpRL由于由于QL值低于值低于Qp，因此考虑信号源内阻及负载电阻后，并联谐，因此考虑信号源内阻及负载电阻后，并联谐振回路的选择性变坏，通频带加宽。振回路的选择性变坏，通频带加宽。CLRCLRZj1jj1jCLRCRCL1jjCRRLLRCRL1j1j1 Is C L R 损耗电阻损耗电阻CRRLLRCRLZ1j1j111j1j1CRRLLRCRRLLR1CRRLLR12令令即即谐振频率为谐振频率为2p1LRLC2111pQLC

27、 Is C L R 损耗电阻损耗电阻CRRLLRCRLZ1j1j12P1LRLC分母虚部为零的频率为分母虚部为零的频率为LC10由于由于Q值低，因此电路总的阻抗值低，因此电路总的阻抗Z的最大值与纯阻不是同时发生。的最大值与纯阻不是同时发生。ppppssjjjXRXRXR令令psppppppppjjjjXRXRXRXR2p2pp2p2p2p2ppjXRXRXRXR故故2p2p2ppXRXRRs2p2pp2psXRXRXs2ss2s2sRZRXRRPs2ss2s2sXZXXRXP尽管电路形式变化，但是二者的品质因数应该相等。尽管电路形式变化，但是二者的品质因数应该相等。ppLssLXRQRXQ21

28、所以等效互换的变换关系为：所以等效互换的变换关系为：sLpRQR2112111LspQXX2111LspQXXsLpRQR211QL 110时，时，21LspQRR spXX 结论：结论：当品质因数足够高时当品质因数足够高时1）小的串联电阻变为大的并联电阻。）小的串联电阻变为大的并联电阻。2）串联电抗变为同性质的并联电抗。）串联电抗变为同性质的并联电抗。22222222111|QXXQRRXRQjXRZXXRRjRXRXZPSPSPPSSSPPPPPPPPP)11 ()1 (|11222222QXXQRRRXQXRXjXRRYXjRYSPSPSSSSSSSSSPPP1)1 (2LpLpRRQQ

29、RR112pLLpRRQQRR Is C L R 损耗电阻损耗电阻Q高 Is C L Rp LC1pCRLRQRLRP2p22p 对于高对于高Q值并联谐振回路，其谐振频率与串联谐值并联谐振回路，其谐振频率与串联谐振回路相近，谐振阻抗可以通过串联支路的串并联互振回路相近，谐振阻抗可以通过串联支路的串并联互换得到。换得到。当品质因数足够高时当品质因数足够高时LC1p2p21212pp)(1)(CRRRRLZ2p212p1pp)(LRRGGG1. 变压器耦合连接变压器耦合连接 C P1 C L RL P2 Is Rp Is Rp R L (a) (b) V V + - + - VL + - L21R

30、VPL2L2RVP功率守恒功率守恒21PP121NNL2L221L2L1RpRNNRVVRL接入系数接入系数112LNNVVp2. 自耦合变压器自耦合变压器 C RL P L R L C b) a) V VL + - + - L21RVPL2L2RVP功率守恒功率守恒21PP121LLL2L221L2LL1RpRLLRVVR接入系数接入系数112LLLVVp3. 电容抽头电路电容抽头电路L21RVPL2L2RVP21PPL2L2LL1RpRVVR接入系数接入系数1pLVV功率守恒功率守恒 C2 RL P L R L C b) a) C1 V VL + - + - 3. 电容抽头电路电容抽头电路

31、2L1CRCCVVp112L2CC21122121CCCCCCCC C2 RL P L R L C b) a) C1 V VL + - + - 21PPssspIIVVIdbabsab2IVP 以上讨论了负载电阻的部分接入问题，下面，讨以上讨论了负载电阻的部分接入问题，下面，讨论论信号源及其内阻的信号源及其内阻的部分接入问题。部分接入问题。sdb1IVPs2abdbs2s1RVVRpR Is C Rs RL a b d I s R s d b C L RL 上面分析了外接负载为纯阻的情况。而当外接负上面分析了外接负载为纯阻的情况。而当外接负载包括电抗成分时，上述等效变换关系仍然适用。载包括电抗

32、成分时，上述等效变换关系仍然适用。 CL C RL P C L L R L C d d b b a L2L221L2abdb1RpRLLRVVRLL2L2dbabLCpCVVCEnd 为了获得工作频率高度稳定、阻带衰减特性十为了获得工作频率高度稳定、阻带衰减特性十分陡峭的滤波器，就要求滤波器元件的品质因数分陡峭的滤波器，就要求滤波器元件的品质因数很高。很高。LC型滤波器的品质因数一般在型滤波器的品质因数一般在100200范范围内，不能满足上述要求。围内，不能满足上述要求。 石英谐振器的品质因数石英谐振器的品质因数可达几万甚至几百万可达几万甚至几百万，因而可以构成工作频率稳定度极高、阻带衰减特性

33、因而可以构成工作频率稳定度极高、阻带衰减特性很陡峭、通带衰减很小的滤波器。很陡峭、通带衰减很小的滤波器。 要结合第七章晶体振荡起器来复习要结合第七章晶体振荡起器来复习l. 压电效应和压电振荡压电效应和压电振荡 C0 rq Cq Lq JT b a 在石英晶体两个管脚加交变在石英晶体两个管脚加交变电场时，它将会产生一定频率的电场时，它将会产生一定频率的机械变形，而这种机械振动又会机械变形，而这种机械振动又会产生交变电场，上述物理现象称产生交变电场，上述物理现象称为为压电效应压电效应。 通常，压电效应并不明显。但是，当交变电场的频率为通常，压电效应并不明显。但是，当交变电场的频率为某一特定值时，机

34、械振动和交变电场的振幅骤然增大，产生共某一特定值时，机械振动和交变电场的振幅骤然增大，产生共振，称之为振，称之为压电振荡压电振荡。2. 石英晶体的等效电路和振荡频率石英晶体的等效电路和振荡频率 C0 rq Cq Lq b a 当石英晶体不振动时，可等效为一个平当石英晶体不振动时，可等效为一个平板电容板电容C0，称为静态电容；其值决定于晶片，称为静态电容；其值决定于晶片的几何尺寸和电极面积，一般约为几几十的几何尺寸和电极面积，一般约为几几十pF。 当晶片产生振动时，机械振动的惯性等当晶片产生振动时，机械振动的惯性等效为电感效为电感Lq，其值为几，其值为几mH几十几十H。 晶片的弹性等效为电容晶片

35、的弹性等效为电容Cq，为，为0.010.1pF，因此，因此Cq C0 。 晶片的摩擦损耗等效为电阻晶片的摩擦损耗等效为电阻rq，约为，约为100，理想情况下，理想情况下rq=0。 当等效电路中的当等效电路中的Lq、Cq、rq支路产生串联谐振支路产生串联谐振时，该支路呈纯阻性，其时，该支路呈纯阻性，其串联串联谐振频率谐振频率qqsCLf21并联谐振频率并联谐振频率0qs0q0qqp121CCfCCCCLf C0 rq Cq Lq b a 由于由于CqCq, 它的接入系数它的接入系数p Cq /C0很小，大大减小了加到晶体两端的外很小，大大减小了加到晶体两端的外部电路元件对晶体的影响。部电路元件对

36、晶体的影响。 C0 rq Cq Lq b a 4. 石英晶体滤波器的应用石英晶体滤波器的应用 工作于串联谐振与并联谐振之工作于串联谐振与并联谐振之间的狭长感性区，电感是频率的函间的狭长感性区，电感是频率的函数，且随频率增加而剧烈增加，从数，且随频率增加而剧烈增加，从而遏制频率的进一步增加。而遏制频率的进一步增加。 O X容性容性 容性容性 感感性性 sfpf4作电感用作电感用它具有很高的它具有很高的Q值。值。4工作于串联谐振状态工作于串联谐振状态 C0 rq Cq Lq b a End C0 (a) (b) Cq Lq rq C0 Cq1 Lq1 rq1 Cq3 Lq3 rq3 Cq5 Lq5

37、 rq5 Cqk Lqk rqk (c) 石英晶体谐振器(a) 符号 (b) 基频等效电路 (c) 完整等效电路 除了以上基频振动模式外，石英片的振动还会产生除了以上基频振动模式外，石英片的振动还会产生奇次奇次（2n-1）谐波的泛音振动）谐波的泛音振动。基频振动模式时，产生奇次谐波谐基频振动模式时，产生奇次谐波谐振的支路因阻抗较高可忽略。振的支路因阻抗较高可忽略。4奇次谐波的泛音振动奇次谐波的泛音振动4. 石英晶体滤波器的应用石英晶体滤波器的应用4. 石英晶体滤波器的应用石英晶体滤波器的应用4. 石英晶体滤波器的应用石英晶体滤波器的应用4. 石英晶体滤波器的应用石英晶体滤波器的应用 利用某些陶

38、瓷材料的压电效应构利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器，称为陶瓷滤波器。它的成的滤波器，称为陶瓷滤波器。它的等效品质因数等效品质因数为几百，比为几百，比LC滤波滤波器高，但远比石英晶体滤波器低。器高，但远比石英晶体滤波器低。 因此作滤波器时，通带没有石英因此作滤波器时，通带没有石英晶体那样窄，选择性也比石英晶体滤晶体那样窄，选择性也比石英晶体滤波器差。它具有与石英晶体相类似的波器差。它具有与石英晶体相类似的压电效应，因此陶瓷谐振器的等效电压电效应，因此陶瓷谐振器的等效电路与石英晶体的相同。路与石英晶体的相同。 电路组成原则：电路组成原则：中心频率是串臂的串联谐振频率和并臂的中心频率是串臂的串

39、联谐振频率和并臂的并联谐振频率，截止频率分别对应串臂的并联谐振频率和并臂并联谐振频率，截止频率分别对应串臂的并联谐振频率和并臂的串联谐振频率。的串联谐振频率。 谐振子数目愈多，滤波器的带外衰减性能愈强。谐振子数目愈多，滤波器的带外衰减性能愈强。End)(200bafdfv 表面声波滤波器具有表面声波滤波器具有体积小、重量轻、中心频率体积小、重量轻、中心频率可做得很高、相对频带较宽、矩形系数接近于可做得很高、相对频带较宽、矩形系数接近于等特等特点，并且它可以采用与集成电路工艺相同的平面加工点，并且它可以采用与集成电路工艺相同的平面加工工艺，制造简单、成本低、重复性和设计灵活性高，工艺，制造简单、

40、成本低、重复性和设计灵活性高，可大量生产，所以是一种很有发展前途的滤波器。可大量生产，所以是一种很有发展前途的滤波器。预加重矩阵合成平衡调制1 / 2分频38KHz振荡预加重电平调整带 通滤波器相位补偿PPBAPPBAPPBAPPBAPPBAPPBA2222ej9002222ej00ej90022ej0022ej90022ej90022ej180022ej0022ej18002222ej900ej9002ej900 1234定向耦合器定向耦合器带通滤波器四合成四合成四合成四合成二合成四分配四分配四分配四分配二分配主备切换主激励器备激励器VVAAPA1PA4PA29PA32微处理控制和显示单元风

41、冷开关电源开关电源116PA1PA32电源分配ABCORS-485RF出10KW UHF 电视发射机方框图电视发射机方框图32V5定向耦合器定向耦合器带通滤波器四合成四合成四合成四分配四分配四分配主备切换主激励器备激励器VVAA微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源18PA1PA16电源分配ABCORS-4855KW UHF 电视发射机方框图电视发射机方框图PA1PA16RF出32V6定向耦合器定向耦合器带通滤波器四合成四合成二合成四分配四分配二分配主备切换主激励器备激励器VVAA微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源14PA1PA8电源分配ABCORS-4853KW UHF 电视发射机方

42、框图电视发射机方框图PA1PA8RF出32V7定向耦合器定向耦合器带外陷波器三合成三分配主备切换主激励器备激励器VVAA微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源13PA1PA3电源分配ABCORS-4851KW UHF 电视发射机方框图电视发射机方框图PA1PA3RF出32V8定向耦合器定向耦合器带通滤波器十二合成二合成二分配主备切换主激励器备激励器VVAA微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源115PA1PA24电源分配ABCORS-48510KW VHF- 电视发射机方框图电视发射机方框图PA1PA24RF出50V十二分配十二分配十二合成PA12PA139定向耦合器定向耦合器带通滤波器八

43、合成二合成二分配主备切换主激励器备激励器VVAA微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源112PA1PA16电源分配ABCORS-48510KW VHF- 电视发射机方框图电视发射机方框图PA1PA16RF出50V八分配八分配八合成PA8PA910定向耦合器定向耦合器带通滤波器十二合成主备切换主激励器备激励器VVAA微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源17PA1PA12电源分配ABCORS-4855KW VHF- 电视发射机方框图电视发射机方框图PA1RF出50V十二分配PA1211定向耦合器定向耦合器带通滤波器八合成主备切换主激励器备激励器VVAA微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源17PA1PA8电源分配ABCORS-4855KW