高频电子线路 第2章 选频网络

1、选频网络选频网络2. 1 串联谐振回路。串联谐振回路。2. 2 并联谐振回路。并联谐振回路。2. 3 串并联阻抗的等效互换和回路串并联阻抗的等效互换和回路抽头时的阻抗变换。抽头时的阻抗变换。选频网络的作用：选出所需要的频率分量和滤除不需要的选频网络的作用：选出所需要的频率分量和滤除不需要的频率分量频率分量声表面波滤波器陶瓷滤波器石英晶体滤波器集中滤波器滤波器耦合谐振回路单谐振回路谐振回路选频网络LC2. 1 串联谐振回路串联谐振回路2.1.1 基本原理基本原理回路阻抗回路阻抗)1(CLjrZjeZ22)1(CLrZrCL)1(arctan+Vs-I+VL-+VC-rLC+Vr-回路电流回路电流

2、)1(r.CLjVZVIss时，当 01 00CLrZ r.ssVZVI回路谐振，回路阻抗最小，且为纯阻；回路电流最大；回路谐振，回路阻抗最小，且为纯阻；回路电流最大；谐振频率谐振频率rad/s 10LCHz 210LCf电流最大，回路电流且为纯阻；，回路阻抗）谐振时， r 1.0.sVIIrZ.000.0.000.0r11 r2ssCssLVjQVCjCjIVVjQVLjLjIV）谐振时品质因数品质因数 1000rLCrQVr=VsVC0IVL0 0.0II ，即回路失谐时，sVI .0滞后于电压回路电流，回路对外呈感性，当sVI .0超前于电压回路电流，回路对外呈容性，当回路电抗0CLX1

3、VsVC0IVL0Vr0VsVC0IVL00Vr2.1.2 谐振曲线和通频带谐振曲线和通频带1. 谐振曲线谐振曲线回路电流幅值与外加电压频率之间的关系曲线回路电流幅值与外加电压频率之间的关系曲线)1(0.CLjrrII20020)(11QII)(1100jQ00II1Q2Q1Q2 Q1Q的值越大，谐振曲线的值越大，谐振曲线越陡峭，选择性越好越陡峭，选择性越好00II121122. 通频带通频带127 . 02 通频带0 失谐很接近时，有与当0 )( 0000202002)(202Q广义失谐2020)2(11QIIQ07 . 02 得到Qff07 . 02 2.1.3 相位特性曲线相位特性曲线回

4、路电流相角回路电流相角与外加电压频率与外加电压频率之间的关系曲线之间的关系曲线)1(r.CLjVZVIssrCL)1(arctan)(arctan00Q02arctanQ022Q1Q2Q2 Q12.1.4 能量关系能量关系谐振时，瞬时电流为谐振时，瞬时电流为tIi00sin电容电容C上的电压为上的电压为tICidtCvC000cos11tVC0cos电感内存储的瞬时能量为电感内存储的瞬时能量为tLILiwL02202sin2121电感内存储的瞬时能量为电感内存储的瞬时能量为221CCCvw tCI022020cos21tLI0220cos21电感及电容上存储的瞬时能量的和为电感及电容上存储的瞬

5、时能量的和为200220022021cos21sin21LItLItLIwwwCL谐振时，电阻谐振时，电阻r上消耗的平均功率为上消耗的平均功率为rIPr2021一周期的时间内，电阻一周期的时间内，电阻r上消耗的平均能量为上消耗的平均能量为020121frITPwrr22121210002020QrLrLffrILIwwwrCL回路每周期消耗能量回路存储能量2Q2.1.5 信号源内阻与负载电阻的影响信号源内阻与负载电阻的影响LrCRLRs+Vs-sLLRRrLQ0串联谐振回路信号源内阻和串联谐振回路信号源内阻和负载都会使回路的负载都会使回路的Q值下降、值下降、选择性变差、通频带变宽。选择性变差、

6、通频带变宽。串联谐振回路适用于信号源内阻串联谐振回路适用于信号源内阻和负载电阻比较小的场合。和负载电阻比较小的场合。2.2.1 基本原理及特性基本原理及特性2.2 并联谐振回路并联谐振回路LCIs+V-rLRpCIsILIc+V-回路导纳回路导纳LRpCIsILIc+V-)1(111LCjR CjLjRYpp 回路电流回路电流)1(.LCjR1IYIVpss 时，当 LC pp01 pRY1 pssRIYIV.0. 回路谐振，回路导纳最小，且为纯导；回路电压最大；回路谐振，回路导纳最小，且为纯导；回路电压最大；谐振频率谐振频率rad/s LCp1Hz LCfp21谐振时谐振时,回路阻抗回路阻抗

7、pRYZ 1最大最大电压最大，回路电压且为纯阻；，回路阻抗）谐振时， RIVV RpZ ps.0.1 .0.0.1/1/2spPpsPCpspppspLpIjQCjRICjVI IjQLjRILjVI ）谐振时品质因数品质因数 CR LRQppppp 2.2.2 谐振曲线、相位特性曲线赫通频带谐振曲线、相位特性曲线赫通频带1. 谐振曲线谐振曲线回路电压幅值与外加电流频率之间的关系曲线回路电压幅值与外加电流频率之间的关系曲线pspsRILCjRIVV.0.)1(1/ )1(11LCjRp )(11pppjQ 220)(11pppQVV 00VV1Q2Q1Q2 Q1Q的值越大，谐振曲线的值越大，谐

8、振曲线越陡峭，选择性越好越陡峭，选择性越好2. 相位特性曲线相位特性曲线回路电压相角回路电压相角与外加电流频率与外加电流频率之间的关系曲线之间的关系曲线)(arctanppQ pQ 2arctan 022Q1Q2Q2 Q1P0VV121123. 通频带通频带220)2(11ppQVV ppQ2 7 . 0 得到ppQff2 7 . 0 2.2.3 信号源内阻与负载电阻的影响信号源内阻与负载电阻的影响LRpCRLRsIsLRRRQpsLpL/ LpsppLRRRRQQ 12.3 串并联阻抗的等效互换与回路串并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换抽头时的阻抗变换3.3.1 串并联阻抗的等效互换串

9、并联阻抗的等效互换RsXsABRpXpAB并联并联串联串联ppppssjXRjXRjXR )(ppppppppXXRRjRXRX222222 得到得到ppppsRXRXR222 ppppsXXRRX222 串联电路的品质因数串联电路的品质因数ssLRXQ 1并联电路的品质因数并联电路的品质因数ppLXRQ 2串联和并联电路的品质因数相等串联和并联电路的品质因数相等ppssLLLXRRXQQQ 11ppppsRXRXR222 pLRQ211 ppppsXXRRX222 pLLXQQ221 串联串联并联并联ssppjXRjXR 111222211ssssssppXRXjXRRXjR 得到得到sss

10、pRXRR22 sLRQ )1 (2 ssspXXRX22 sLXQ)11 (2 当当QL较大时，得到较大时，得到sLpRQR2 spXX 串并联等效互换时，电抗的性质相同，大小串并联等效互换时，电抗的性质相同，大小相等；小的串联电阻变成大的并联电阻，大相等；小的串联电阻变成大的并联电阻，大的并联电阻变成小的串联电阻。的并联电阻变成小的串联电阻。2.3.2 抽头式并联电路的阻抗变换抽头式并联电路的阻抗变换L1CL2RLaRpbdL1CL2RLdRpb接入系数接入系数dbabVVp. 212LLL RLaRpbdLC1C2RLdRpbLC1C2接入系数接入系数dbabVVp. 211CCC 等效原则：等效前后，功率不变等效原则：等效前后，功率不变等效前的功率为等效前的功率为LabRV22等效后的功率为等效后的功率为