电子线路第1章阻抗匹配

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电子线路第1章阻抗匹配

1.4阻抗变换网络阻抗变换是谐振电路的功能之一。阻抗变换是谐振电路的功能之一。本节主要研究并联谐振电路的阻抗变换常用的网络形式有变压器电路、自耦变压器电路、电容分压电路等。常用的网络形式有变压器电路、自耦变压器电路、电容分压电路等。

一、理想变压器阻抗变换网络关于变压器的概念：L1为初级电感量，L2为次级电感量，M为互关于变压器的概念：关于变压器的概念感，K为耦合系数，则：M=KL1*L2K表示初次级耦合的紧凑程度，最大值1理想变压器――无损耗、耦合系理想变压器数K=1,且初级电感量为无穷的变压器。(如下图)N1―――初级匝数；N2――-次级匝数；R’L等效后的负载阻抗

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1.4阻抗变换网络阻抗变换原则：变换前后负载上得到的功率相等。根据等效前后负载上得到的功率相等的原则，可以得到等效后的负载阻抗R’LP1=P2,即

从而得到：

接入系数:接入系数:折合后的阻值：退出

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1.4阻抗变换网络若选择1,则1,R’LRL可见，通过互感变压器接入方法可以提高回路的Qe值。注意：电路等效后，谐振频率不变，仍为

二、部分接入进行阻抗变换将电阻R在两个一致性质的电抗元件X1和X2一致性质的电抗元件将电阻R在两个一致性质的电抗元件X之间,计算其折合到整个串联支路的等效电阻,之间,计算其折合到整个串联支路的等效电阻,这种阻抗变换网络一般是窄带的，这种阻抗变换网络一般是窄带的，采用另一异性电抗与的串联支路电抗谐振，个异性电抗与X1和X2的串联支路电抗谐振，电抗相互抵消,完成纯电阻间的阻抗变换。电抗相互抵消,完成纯电阻间的阻抗变换。

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1.4阻抗变换网络部分接入：部分接入：负载电阻不是直接接在回路两端，而是与回路一部分相接。接入系数：接入系数：接入部分所占的比例，用P表示。变换条件：RX2R

变换公式：变换公式：

V

1

其中：1

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1.4阻抗变换网络由图(a)推导1

图(b),部分R

由于等效,两电阻上功率相等,即:全部R’,

只要RX2,即并联支路的Q=得到：R’=

1,则有：

推导2

或V≈I(X1+X2),得：

V2≈IX2

V

1

由

代入，得::R’=

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1.4阻抗变换网络结论：将部分接入的电阻变为全部接入，阻抗扩大倍。

同理，将全部接入的电阻变为部分接入，则阻抗缩小P2倍。采用部分接入减小了R对并联回路Qe值的影响，改变接入系数P、可以使等效后的R’=Rs实现阻抗匹配。(1)电容部分接入：C1折算C2

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1.4阻抗变换网络接入系数：X1

X2

(2)电感部分接入:当两线圈有互感时，

接入系数为,

M互感，若两线圈的同名端相反时，互感前的加号变减号。且有’

=

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1.4阻抗变换网络当两线圈耦合很小，或是两个相互隔离的线圈，则互感M=0P374

当两线圈绕在同一磁芯上时，耦合紧，漏磁少，则PL=N2部分线圈匝数，N1+N2全部线圈匝数。若外接负载不是纯电阻而包含电抗成分时，上述等效变换依旧适用。对于信号源，也可以采用上述方法进行变换。等效的原则是变换前后负载功率相等。

结论：无论采用任何接入方式，都可以使回路的有载品质因素

Qe值提高，而谐振频率不变，同时，只要负载和信号源采用适合的接入系数，即可达到阻抗匹配，输出较大的功率。

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小结：小结：理想变压器：1.接入系数p1.接入系数p

电感接入：P=L

电容接入：2.电阻折算2.电阻折算

N2N1+N2

3.电压源折算3.电压源折算

4.电流源折算4.电流源折算

注意：计算的近似性(近似条件)。

看下页例题退出

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例题1如图，并联回路由电流源鼓舞,例题1:如图，并联回路由电流源鼓舞,忽略回路本身的固有损耗,试求回路两端电压u(t)和分压1(t)的表示式及回路带宽。和分压u的表示式及回路带宽的表示式及回路带宽。损耗,试求回路两端电压和分压

i=Icos107tI=1mA

10HL

C1C22000pF

2000pF+500u(t)1R1-

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解：由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q0→∞。由图可知,回路电容为CCC=12=1000pFC1+C2谐振角频率为ω0=1=107rad/sLC

p=

C1=0.5C1+C21R=200021p

R=

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回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅U=IR=2V,u(t)=2cos107t(V)(V)

输出电压为:回路有载品质因数:

u1(t)=pu(t)=cos107tR2000Qe===20ω0L100f0B=≈8104HzQe

回路带宽:

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设一放大器以简单并联振荡回路为负载,信号中心频率fs=10MHz,回路例2设一放大器以简单并联振荡回路为负载信号中心频率电容C=50pF,电容(1)试计算所需的线圈电感值。试计算所需的线圈电感值。(2)若线圈品质因数为若线圈品质因数为Q=100,试计算回路谐振电阻及回路带宽。试计算回路谐振电阻及回路带宽。

(3)若放大器所需的带宽B=0.5MHz,则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?

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作业1在下图中，巳知L8uH,Qo=100,20pF,作业1:在下图中，巳知L=0.8uH,Qo=100,C1=C2=20pF,5pF,10kΩ,Co=20pF.Ro=,试计算回路谐Ci=5pF,Ri=10kΩ,Co=20pF.Ro=5kΩ,试计算回路谐振频率，谐振阻抗、有载品质因数Qe和通频带。Qe和通频带振频率，谐振阻抗、有载品质因数Qe和通频带。

C1CiLRi

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作业选做：设一放大器以简单并联振荡回

路为负载,信号中心频率fs=10MHz,回路电容C=50pF,(1)试计算所需的线圈电感值。(2)若线圈品质因数为Q=100,试计算回路谐振电阻及回路带宽。(3)若放大器所需的带宽B=0.5MHz,则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?(解答以后放在信箱里)

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串并联等效转换其次章

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1.5集中选频滤波器

一、石英晶体滤波器二、陶瓷滤波器三、声表面波滤波器

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1.5集中选频滤波器一、石英晶体滤波器：石英晶体滤波器：1.石英晶体的物理特性：石英是矿物质硅石的一种(也可人工制造),化学成分是SiO2,其形状为结晶的六角锥体。图(a)表示自然结晶体，图(b)表示晶体的横截面。为了便于研究，人们根据石英晶体的物理特性，在石英晶体内画出三种几何对称轴，连接两个角锥顶点的一根轴ZZ,称为光轴，在图(b)中沿对角线的三条XX轴，称为电轴，与电轴相垂直的三条YY轴，称为机械轴。沿着不同的轴切下，有不同的切型，ZX切型、Y切型、AT切型、BT、YCT……等等。XXXYY石英晶体具有正、反两种压电效应Y。当石英晶体沿某一电轴受到交变电XX场作用时，就能沿机械轴产活力械振YY动，反过来，当机械轴受力时，就能YXXXY在电轴方向产生电场。且换能性能具(a)(b)有谐振特性，在谐振频率，换能效率最高。石英晶体和其他弹性体一样，具有惯性和弹性，因而存在着固有振动频率，当晶体片的固有频率与外加电源频率相等时，晶体片就产生谐振。退出1

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1.5集中选频滤波器

1.5集中选频滤波器aLqJTCqrqbC0

2.石英晶体振谐器的等效电路和符号：石英片相当一个串联谐振电路，可用集中参数Lq、Cq、rq来模拟，Lq为晶体的质量(惯性),Cq为等效弹性模数，rg为机械振动中的摩擦损耗。右图表示石英谐振器的基频等效电路。电容C0称为石英谐振器的静电容。其容量主要决定于石英片尺寸和电极面积。0=εsCd一般C0在几PF~几十PF。式