高频电子线路第一章课件.ppt

1、第二讲 阻抗变换电路,阻抗变换电路是将实际负载阻抗变换为前级网络所要求最佳负载阻抗的电路。此电路对提高整个电路的性能有重要作用。我们看下面的例子：,负载和信源对谐振回路的影响,Rs为信号源内阻,RL负载电阻。回路的空载Q值,而回路有载Q值,此时带宽为,由于R Re0 ，则QeQ0，且并联接入的Rs和RL越小，则Qe越小，回路选择性越差。 同时谐振电压U00也将随着谐振回路总电阻的减小而减小。实际上， 信号源内阻和负载不一定是纯电阻，可能还包括电抗分量。 如要考虑信号源输出电容和负载电容，由于它们也是和回路电容并联的，所以总电容为三者之和，这样还将影响回路的谐振频率。因此， 必须设法尽量消除接入

2、信号源和负载对回路的影响。如何解决这个问题？,可在电路中加适合的阻抗变换电路。,一、常用的阻抗变换电路,图3 (a)所示为自耦变压器阻抗变换电路，（）为考虑次级后的初级等效电路，RL是RL等效到初级的电阻。,1.自耦变压器电路,忽略自耦变压器损耗，则初、次级的功率P1、P2近似相等，且初、次级线圈上的电压U1和U2之比应等于匝数之比。 即有：1=2， U1U21/2 =,n：接入系数，n1，L 对回路的影响,所以,或,图4（）为变压器阻抗变换电路，（）为考虑次级后的初级等效电路， L是L等效到初级的电阻。1、 2分别为初、次级电感线圈匝数，则接入系数21。 ,2.变压器阻抗变换电路,将变压器作

3、为无损耗的理想变压器看待，利用与自耦变压器电路相同的分析方法可求得RL折合到初级后的等效电阻,图 5（）是电容分压式阻抗变换电路，（）是L等效到初级回路后的初级等效电路。,3.电容分压式电路,设回路谐振时1、3两端的电压为U00（谐振电压），RL上的电压为U0（输出电压）。则：,因为P00=P0，所以：,为什么？,当C2两端的等效内阻抗值远大于RL时，即 RL 1/ C2, 可忽略RL分流，有：,串联分压,所以,如果把RL折合到回路中1，2两端，则等效电阻,图6（）所示为电感分压式阻抗变换电路， 它与自耦变压器阻抗变换电路的区别在于1与2是各自屏蔽的， 没有互感耦合作用。（）图是L等效到初级回

4、路后的初级等效电路，12。 L折合到初级回路后的等效电阻 。,4.电感分压式电路,依据对电容分压式电路分析方法，可得,例. 某接收机输入回路的简化电路如图7所示。 已知1=5pF，2=15pF，s=75 ，L=300 。为了使电路匹配，即负载L等效到回路输入端的电阻Ls， 线圈初、次级匝数比12应该是多少？,解： 这是自耦变压器电路与电容分压式电路的级联。,图7,L等效到C两端的电阻,电路匹配一般 则,等效到输入端的电阻,二、串、并联阻抗转换,由图2可知：,两网络等效，即ps 则有,同理有,显然，串并转换后电抗元件的性质不变，即L仍为L； C 仍为C。当Q1时，则简化为：,结合,为什么?,Q的

5、定义,三、LC选频匹配电路,由纯电感或电容构成的阻抗变换电路，可以在较宽的频率范围内实现阻抗变换，但严格计算表明，各频率点的变换值有差别。如果要求在较窄的频率范围内实现理想的阻抗变换，可采用LC选频匹配电路。,LC选频匹配电路有倒L型、T型、型等几种不同组成形式，其中倒L型是基本形式。,图9倒L型网络,图10 T型网络,图11型网络,倒L型网络是由两个异性电抗元件X1、X2组成，常用的两种电路如图 9(a)、 (b)所示，其中R2是负载电阻，R1是二端网络在工作频率处的等效输入电阻。,对于图9(a)所示电路，将其中X2与R2的串联形式等效变换为Xp与Rp的并联形式，如下图所示。,在X1与Xp并

6、联谐振时有,图12a,结合,谐振频率处增大负载电阻的等效值。,图12b,对于图9(b)所示电路，将其中X2与R2的并联形式等效变换为Xs与Rs的串联形式，如图12b所示。在X1与Xs串联谐振时，可求得以下关系式：,说明什么,谐振频率处减小负载电阻的等效值。,T型网络和型网络各由三个电抗元件(其中两个同性质， 另一个异性质)组成，如图10、 11所示，它们都可以分别看作是两个倒L型网络的组合，用类似的方法可以推导出其有关公式,例 3 已知某电阻性负载为10，请设计一个匹配网络，使该负载在20MHz时转换为50。 如负载由10电阻和0.2uH电感串联组成，又该怎样设计匹配网络?,解: 由题意可知，

7、匹配网络应使负载值增大，故采 用右图所示倒L型网络。,如负载为10电阻和0.2uH电感相串联，在相同要求下的设计步骤如下： 因为原串联臂上的电感L=0.16uH比负载电感0.2uH要小，所以现在的任务是去除多余电感的作用。 可以在负载上串联一个电容CS来解决。,0.2uH在20MHz时的电抗值为：,由1560pF和318pF两个电容组成的倒L型匹配网络即为所求，如图14虚线框内所示。这是因为负载电感量太大， 需要用一个电容来适当抵消部分电感量。在20MHz处，1560 pF电容和0.2uH电感串联后的等效电抗值与上图中的0.16 H电感的电抗值相等。,例4.已知电阻性负载为R2，现利用图示T型网络使该负载在工作频率f0处转换为R1，应该怎样确定三个电抗元件的值？,图15,解：所示T型网络可以分解为两个倒L型网络的组 合。由于串联臂上是异性质的元件Cs和Ls，故Cp 应该等效分解为两个异性质的元件L1和C1的并联， 才能满足倒L型网络的组成要求，如图16所示。设 Q1、 Q