Chapter選頻網(wǎng)絡(luò)實(shí)用PPT課件

1、（以調(diào)幅為例 ） 則 中有：)(tov 基波分量：組合頻率分量：2.0 概述調(diào)制信號(hào)（音頻） tVcostVcos被調(diào)信號(hào)（射頻） ttmVtfomocoscos1)(v已調(diào)信號(hào)lowhigh第1頁(yè)/共130頁(yè)某非線性器件的傳輸特性 )()()(2210tvatvaatviio設(shè)：tVtVticoscos)(v則 中有：)(tvo 直流分量； 基波分量和諧波分量：2 ,2, 組合頻率分量：2.0 概述（以調(diào)幅為例 ） lowhigh220lowhigh第2頁(yè)/共130頁(yè)按照濾波特性分，有：2.0 概述所謂選頻就是選出需要的頻率分量和濾除不需要的頻率分量。 （濾波）A0A2A1A0阻帶阻帶通帶通

2、帶阻帶阻帶通帶通帶OO 1 2 低通高通帶通帶阻第3頁(yè)/共130頁(yè)某非線性器件的傳輸特性 )()()(2210tvatvaatviio設(shè)：tVtVticoscos)(v則 中有：)(tvo 直流分量； 基波分量和諧波分量：2 ,2, 組合頻率分量：2.0 概述（以調(diào)幅為例 ） lowhigh220lowhigh第4頁(yè)/共130頁(yè)陷波電路、吸收電路 限波電路的頻域第5頁(yè)/共130頁(yè)應(yīng)用實(shí)例：彩電 彩電中放總特性曲線可以用串諧Q：原因？第6頁(yè)/共130頁(yè)高頻電子線路中常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有：?jiǎn)握袷幓芈否詈险袷幓芈愤x頻網(wǎng)絡(luò)振蕩電路（由L、C組成）各種濾波器LC集中濾波器石英晶體濾波器陶瓷濾波器聲表面波濾波

3、器2.0 概述所謂選頻（濾波）就是選出需要的頻率分量和濾除不需要的頻率分量。第7頁(yè)/共130頁(yè)2.0 概述end本章主要介紹由L、C組成的單振蕩電路的工作原理。它是理解其它高頻濾波器工作原理的基礎(chǔ)。第8頁(yè)/共130頁(yè)2.1 串聯(lián)諧振回路 2.1.1 概述 2.1.1-2 諧振及諧振條件 2.1.1-3 諧振特性 2.1.1-4 能量關(guān)系 2.1.1-5,6 諧振曲線和通頻帶 2.1.1-7 相頻特性曲線 2.1.1-8 信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)串聯(lián)諧振回路的影響第9頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1 概述 由電感線圈和電容器組成的單個(gè)振蕩電路，稱為單振蕩回路。 信號(hào)源與電容和電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。高

4、頻電子線路中的電感線圈等效為電感L和損耗電阻R的串聯(lián)；R通常，相對(duì)于電感線圈的損耗，電容的損耗很小，可以忽略不計(jì)。電容器等效為電容C和損耗電阻R 的并聯(lián)。損耗電阻第10頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1 概述要研究串聯(lián)振蕩回路的選頻特性，可以考察其阻抗隨頻率變化的規(guī)律。Rs純電阻網(wǎng)絡(luò)IoIi+Vo+Vs+ViRLA0A1O選頻特性曲線jL1/(jC)第11頁(yè)/共130頁(yè)xO電抗 2.1.2 諧振及諧振條件容性感性Lx=L 1C01CjL1/(jC)jXRz阻抗22XRZRz0)1(CLjR第12頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.2 諧振及諧振條件xO電抗容性感性Lx=L 1C01CzR0諧振頻率串聯(lián)單振蕩回路的

5、諧振特性：其阻抗在某一特定頻率上具有最小值（諧振狀態(tài)），而偏離此頻率時(shí)將迅速增大。諧振條件:0100CLX即信號(hào)頻率LC10或LCf210end第13頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.3 諧振特性1. 諧振時(shí)，回路阻抗值最小，即Z=R；zR0諧振頻率選頻特性曲線ZVS，具有帶通選頻特性。RVIS0當(dāng)信號(hào)源為電壓源時(shí)，回路電流最大，即第14頁(yè)/共130頁(yè)xO電抗容性感性L01C 2.1.3 諧振特性)1(CLjRjXRz阻抗1) 0時(shí)， x 0時(shí)，x 0呈感性。2. 阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：x=L 1C諧振時(shí)，電感、電容消失了！第15頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.3 諧振特性SSVRLjLjRV00實(shí)際上，諧

6、振時(shí)LjIVL000SSVCRjCjRV0011CjIVC0001又因?yàn)镃L001所以，00 CLVV為了表征諧振時(shí)電感L和電容C電壓值的大小，引用電感線圈的品質(zhì)因數(shù)RLQR線圈的Q值常在幾十到一、二百左右。第16頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.3 諧振特性考慮到，諧振時(shí)SSVRLjLjRV0LjIVL000SSVCRjCjRV0011CjIVC0001CL001CRRLQoo1SVjQSVjQ3.串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容兩端的電壓模值大小相等，且等于外加電壓的Q倍；由于Q值較高，必須預(yù)先注意回路元件的耐壓?jiǎn)栴}。第17頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.3 諧振特性 。二者的關(guān)系可以借助回路中的電流和電壓的向量圖求

7、得。實(shí)際上，損耗是包含在線圈中的，所以電感線圈上的電壓SLlVjQVV00諧振時(shí)SLVjQV0SCVjQV0SRVVO0ISV201 QVVsmmlo90smQV第18頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.3 諧振特性總結(jié)：RVIS0，具有帶通選頻特性。1. 諧振時(shí)，回路阻抗值最小，即Z=R；當(dāng)信號(hào)源為電壓源時(shí)，回路電流最大，即SLVjQV0SCVjQV0SRVVO0ISV201 QVVsmmlo90smQVzR01) 0時(shí)， x 0時(shí)，x 0呈感性。2. 阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：3.串聯(lián)諧振時(shí)，電感和電容兩端的電壓模值大小相等，且等于外加電壓的Q倍。xO電抗容性感性L01Cx=L 1C第19頁(yè)/共130

8、頁(yè) 2.1.3 諧振特性注意：線圈Q與回路Q的區(qū)別CRRLQoo1回路的品質(zhì)因數(shù)線圈的品質(zhì)因數(shù)RLQLC10RCLR1(回路的特性阻抗)二者的區(qū)別：回路Q限定于諧振時(shí)，線圈Q無(wú)此限制。R二者的相同點(diǎn)：都表示回路或線圈中的損耗。endCLCLoo1第20頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.4 能量關(guān)系串聯(lián)單振蕩回路由電感線圈（包括其損耗電阻）和電容器構(gòu)成，電抗元件電感和電容不消耗外加電動(dòng)勢(shì)的能量，消耗能量的只有損耗電阻。電容和電感的瞬時(shí)功率20021CCCCvvvCdtdtdCdtPWttC20021LtLLtLLidtdtdiiLdtPWL電容和電感的瞬時(shí)儲(chǔ)能(設(shè)起始儲(chǔ)能為零)dtdCiPCCCCCvvv

9、電容和電感的伏安特性方程dtdCiCCvdtdLLLiv dtdiLiiPLLLLLv第21頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.4 能量關(guān)系設(shè)tVvsmssin諧振時(shí)SLVjQV0SCVjQV0SRVVO0ISV回路中電流電容上電壓)90sin(osmCtQVv電容的瞬時(shí)儲(chǔ)能221CCvCW Risv0電感的瞬時(shí)儲(chǔ)能2021LiW LtRVsmsintQVsmcostCQ22cos21Sm2VtRVLsm22sin)(21第22頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.4 能量關(guān)系電感的瞬時(shí)儲(chǔ)能tRVLLiWsm2220Lsin)(2121回路的品質(zhì)因數(shù)RLQo可得22CQRLtRVLWsm22sin)(21L回路總的瞬時(shí)

10、儲(chǔ)能CLWWW221CCvCW tCQ22cos21Sm2VCLR1tVCQsm222sin2122222221cos21sin21Sm2Sm2VVCQtCQtVCQsm第23頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.4 能量關(guān)系就能量關(guān)系而言，所謂“諧振”，是指：回路中儲(chǔ)存的能量是不變的，只是在電感與電容之間相互轉(zhuǎn)換；外加電動(dòng)勢(shì)只提供回路電阻所消耗的能量，以維持回路的等幅振蕩，而且諧振回路中電流最大。2Sm22Sm222CL21cos21sin21VV22CQtCQtVCQWWWsmvci第24頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1-5,6 諧振曲線和通頻帶zR0諧振頻率選頻特性曲線ZVS 回路中電流幅值與外加電壓頻率之

11、間的關(guān)系曲線稱為諧振曲線。因此，表示諧振曲線的函數(shù)為)()()(.0IINRCLjRssV)(V1)1(CLjRR第25頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1-5,6 諧振曲線和通頻帶20020)(11)()()( QIIN選頻特性曲線N()Q10如圖示，頻率偏離0越遠(yuǎn)，N()下降的越多。)1()()()(.0CLjRRIIN)(00)()(11jeNQj )(11000 R Lj 因此，可以用0 表示頻率偏離諧振的程度，稱為失諧量。諧振曲線包括幅頻特性曲線和相頻特性曲線，分別用N()和()兩函數(shù)表示。僅對(duì)選頻特性而言，通常只關(guān)心幅頻特性N()。針對(duì)幅頻特性，又分為兩個(gè)方面：頻率選擇性和通頻帶。1. 頻率

12、選擇性第26頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1-5,6 諧振曲線和通頻帶選頻特性曲線N()Q10所以，定義廣義失諧量 Q 2 Q1 Q 2 對(duì)于同樣的頻率和0，回路的Q值愈大， N()下降的越多。20020)(11)()()( QIIN0000QRLRCLRX01)(失諧電抗 回路的Q值愈高，諧振曲線愈尖銳，對(duì)外加電壓的選頻作用愈顯著，回路的選擇性就愈好。 因此，要衡量電路偏離諧振的程度，必須包含Q和的綜合效果。第27頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1-5,6 諧振曲線和通頻帶廣義失諧量00Q00000)(Q當(dāng) 0，即失諧不大時(shí)：2200211)(11)0()()( QIIN幅頻頻特性函數(shù)N()和曲線分別為0

13、022Q000)(Q0022ffQQ第28頁(yè)/共130頁(yè)Q1210 2.1.1-5,6 諧振曲線和通頻帶2. 通頻帶 Q 2 Q1 Q 2 127 .02fff或2111)(11)0()()(22002 QIIN下面，求解帶寬102Q1210027 . 0)()(2Q0702Qff.0702 或0)21121(201 ,2QQ回路Q值愈高，選擇性越好，但通頻帶愈窄，二者矛盾。endlowhigh第29頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1-7 相頻特性曲線0tjVkeA)( |AV|2202 1022 1032 104f/Hz )(/度度f(wàn)/Hz幅度特性相位特性不失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)vovi系統(tǒng)系統(tǒng) AV)()(

14、0ttkvtvio傳遞函數(shù))()(0ttktAV頻域Q1210 Q 2 Q1 Q 2 第30頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1-7 相頻特性曲線 由于人耳聽(tīng)覺(jué)對(duì)于相位特性引起的信號(hào)失真不敏感，所以早期的無(wú)線電通信在傳遞聲音信號(hào)時(shí)，對(duì)于相頻特性并不重視。 但是，近代無(wú)線電技術(shù)中，普遍遇到數(shù)字信號(hào)與圖像信號(hào)的傳輸問(wèn)題，在這種情況下，相位特性失真要嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。O t IO t O基波二次諧波輸入信號(hào)輸出信號(hào)基波二次諧波Ot輸出信號(hào)基波二次諧波)(000)()(11)()()(.jeNQjIIN arctgarctgooQ第31頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1-7 相頻特性曲線 arctgarctgooQ由圖

15、可見(jiàn)，Q值愈大，相頻特性曲線在諧振頻率0附近的變化愈陡峭。但是，線性度變差，或者說(shuō)，線性范圍變窄。群時(shí)延end第32頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.1-8 信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載的影響 考慮信號(hào)源內(nèi)阻RS和負(fù)載電阻RL后，由于回路總的損耗增大，回路Q值將下降，稱其為等效品質(zhì)因數(shù)QL。LSLRRRLQ0 為了區(qū)別起見(jiàn)，把沒(méi)有接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)回路本身的Q值叫做無(wú)載Q值(或空載Q值)，用Q0表示；而把接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)的Q值叫做有載Q值，用QL表示。由于QL值低于Q0，因此考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載電阻后，串聯(lián)諧振回路的選擇性變壞，通頻帶加寬。endRRRRQLS10第33頁(yè)/共130頁(yè) 例題1: 如

16、圖，設(shè)給定串聯(lián)諧振回路的f0=1MHz，Q0=50，若輸出電流超前信號(hào)源電壓相位45，試求：1) 此時(shí)信號(hào)源頻率f是多少？輸出電流相對(duì)于諧振時(shí)衰減了多少分貝？ 2) 現(xiàn)要在回路中的再串聯(lián)一個(gè)元件，使回路處于諧振狀態(tài)，應(yīng)該加入何種元 件，并定性分析元件參數(shù)的求法。 C R L VS 本題主要考查的是串聯(lián)諧振回路基本參數(shù)與特性，及其在失諧情況下的特性。該題應(yīng)該從“輸出電流超前信號(hào)源電壓45”入手，針對(duì)失諧時(shí)的回路阻抗，具體分析輸出電壓與信號(hào)源的角度關(guān)系。同時(shí)，由于題目給出的是諧振時(shí)的條件，解題時(shí)應(yīng)將失諧的情形與諧振時(shí)相參照，以便充分利用已知條件求解。分析：第34頁(yè)/共130頁(yè)解：1）串聯(lián)諧振回路中

17、，輸出電流為：因此有， 則， 當(dāng)回路處于諧振狀態(tài)時(shí)，因而， , 正好是定義通頻帶B的條件，即信號(hào)源頻率處于回路通頻帶邊緣，由通頻帶的定義可知： 由已知條件f0=1MHz，Q=50，得 所以，又由已知條件知回路失諧狀態(tài)時(shí)， L1/C, 故0, 即ff0，從而可得：因?yàn)椋?根據(jù)分貝定義，即輸出電流相當(dāng)于諧振時(shí)衰減了3dB。CLjRVIS1RCL1arctan4511RCLRVIS021)1(11)1(1120RCLII210IIBf21MHzQfB02. 05010MHzBf01. 021kHzMHzfff99099. 00210IIdBII321log20log200第35頁(yè)/共130頁(yè)解：2）

18、由上一問(wèn)可知0，回路呈現(xiàn)容性，根據(jù)題設(shè)，為使回路達(dá)到諧振狀態(tài)，只須回路中增加一個(gè)電感元件即可。根據(jù)諧振條件，假設(shè)加入的電感為L(zhǎng)，則有，CLL001) (第36頁(yè)/共130頁(yè)2.1.2 并聯(lián)諧振回路 2.1.2 概述 2.1.2-1 回路阻抗 2.1.2-2 諧振頻率 2.1.2-6/7/8 諧振曲線、相頻特性曲線和通頻帶 2.1.2-8 信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)并聯(lián)諧振回路 的影響2.1.2-3 品質(zhì)因素第37頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.2 概述 前面討論了串聯(lián)諧振回路的諧振特性和頻率特性但是在高頻電子線路中，信號(hào)源多為工作于放大區(qū)的有源器件（晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管），基本上可看做恒流源。zR0諧振頻率選頻特

19、性曲線ZVS第38頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.2 概述同樣，要研究并聯(lián)振蕩回路的選頻特性，可以考察其阻抗隨頻率變化的規(guī)律。注意：回路中電阻R是電感線圈損耗的等效電阻。這種情況下，宜采用并聯(lián)諧振回路第39頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.2-1 回路阻抗回路總的阻抗CjLjRCjLjRZ11CLjRCjLjR11LR通常，損耗電阻R在工作頻段內(nèi)滿足：或 高QCLjRCL1 采用導(dǎo)納分析并聯(lián)振蕩回路及其等效電路比較方便，為此引人并聯(lián)振蕩回路的導(dǎo)納。LCjLCR11第40頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.2-1 回路阻抗回路總導(dǎo)納式中電導(dǎo)G和電納B分別為L(zhǎng)CRG LCB1LCjLCRjBGY1CjLjRCjLjRZ11LC

20、jLCR11Q高第41頁(yè)/共130頁(yè)YOBO電納 2.1.2-2 諧振頻率CB=C 1L1LpG感性容性P01LCB并聯(lián)單振蕩回路的諧振特性：其導(dǎo)納在某一特定頻率上具有最小值（諧振狀態(tài)），而偏離此頻率時(shí)將迅速增大。諧振條件:即信號(hào)頻率LCp1LCfp21或end第42頁(yè)/共130頁(yè)BO電納CB=C 1L1L感性容性P 2.1.2-2 諧振頻率)1(LCjLCRjBGY導(dǎo)納1) p時(shí)， B p時(shí)， B 0呈容性。1. 阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：第43頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.2-3 品質(zhì)因素，具有帶通選頻特性。當(dāng)信號(hào)源為電流源時(shí)，回路電壓最大，即2. 諧振時(shí)，回路阻抗值最大，即；CRLGRp1RP

21、選頻特性曲線ZIsRCLCRRLQpPP1RCLCL1CRLRPPPPPSpRIVYOpG第44頁(yè)/共130頁(yè)RP 2.1.2-3 品質(zhì)因素諧振時(shí)CRI jppsppCpVCjICRLRQpppppspIjQ電感線圈支路的電流可以借助向量圖求得。SpCpIjQISIjQpVOSI21psmLpQIIsmpIQ第45頁(yè)/共130頁(yè)2.1.2-3 品質(zhì)因素SpCpIjQISIjQOpVSI21psmLpQIIsmpIQCpI3.并聯(lián)諧振時(shí)，流經(jīng)電感和電容的電流模值大小相近，方向相反，且約等于外加電流的Q倍； LCR回路的狀態(tài)與串聯(lián)諧振回路相似。CRRLQpPP1LjIVpLpLpCjIVpCpCp

22、1RIjQRIVspLpRpLjIps第46頁(yè)/共130頁(yè)YOpG 2.1.2 諧振特性總結(jié)：1) p時(shí)， B p時(shí)，B 0呈容性。2. 阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：3.并聯(lián)諧振時(shí)，流經(jīng)電感和電容的電流模值大小相近，方向相反，且約等于外加電流的Q倍。BO電納Cx=L 1C1L感性容性PSpCpIjQISIjQOpVSI21psmLpQIIsmpIQ1. 諧振時(shí)，回路阻抗值最大；當(dāng)信號(hào)源為電流源時(shí)，回路電壓最大，即，具有帶通選頻特性。PSpRIVendRP第47頁(yè)/共130頁(yè) 回路中電壓幅值與外加電流頻率之間的關(guān)系曲線稱為諧振曲線。因此，表示諧振曲線的函數(shù)為RP選頻特性曲線ZIs)(I)(ssLC

23、jGGGLCjGIVVNpppp11)()()(.0YOpG 2.1.2-5/6 諧振曲線和通頻帶第48頁(yè)/共130頁(yè)RP)()()(11jpppeNQj )(11pppLj R p可見(jiàn)，對(duì)串聯(lián)和并聯(lián)諧振回路而言，回路形式是對(duì)偶的，諧振曲線是相似的。因此，關(guān)于串聯(lián)諧振回路頻率選擇性和通頻帶的結(jié)論，對(duì)并聯(lián)諧振回路同樣適用。只是要注意到其中具體參數(shù)和變量的對(duì)偶關(guān)系。)(LCjGGVVNpp1)()()(.0 2.1.2-5/6 諧振曲線和通頻帶第49頁(yè)/共130頁(yè)RP串、并聯(lián)諧振回路的對(duì)偶關(guān)系第50頁(yè)/共130頁(yè)串、并聯(lián)諧振回路的對(duì)偶關(guān)系)(100 Qj)(100 Qj第51頁(yè)/共130頁(yè)RP20

24、02)(11)( QNooarctgQ串、并聯(lián)諧振回路的對(duì)偶關(guān)系end第52頁(yè)/共130頁(yè) 2.1.2-8 信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載的影響 考慮信號(hào)源內(nèi)阻RS和負(fù)載電阻RL后，由于回路總的損耗增大，回路Q值將下降，稱其為等效品質(zhì)因數(shù)QL。LSPpLGGGLQ1由于QL值低于Qp，因此考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載電阻后，并聯(lián)諧振回路的選擇性變壞，通頻帶加寬。RPLPSPPPRRRRRL11LPSPpRRRRQ1end第53頁(yè)/共130頁(yè)例2-1：有一并聯(lián)諧振回路如圖，并聯(lián)回路的無(wú)載Q值 Qp = 80，諧振電阻 Rp = 25k，諧振頻率fo = 30MHz， 信號(hào)源電流幅度 Is = 0.1mA(1)若信號(hào)源

25、內(nèi)阻Rs = 10k，當(dāng)負(fù)載電阻RL不接時(shí)，問(wèn)通頻帶B和諧振時(shí)輸出電壓幅度Vo是多少？(2) 若Rs = 6k，RL = 2k，求此時(shí)的通頻帶B和Vo 是多少？IsCLRsRpRL解：(1) Rs = 10k，V720k25102510mA10pspsso.RRRRIv而2310251801spoLRRQQMHz3 . 12330LoQfB(2) K2K6LsRR V14021612511101111cspso.RRRIV5 . 42256251801LpspoLRRkRQQMHz7 . 65 . 430LoQfB故并聯(lián)電阻愈小，即QL越低，通帶愈寬。第54頁(yè)/共130頁(yè)c1zjezjBGLC

26、jLCRzY11LCf,LC211ooLCf,LC211ppCLRRRRLQ11ooLCRRLRRLQPpppppooooooQRLRC1LRX)(失諧時(shí)的抗oopoopQGCGL1C(G(B諧振時(shí)的電導(dǎo))失諧時(shí)的電納) N(f ) (f) 0 (f0) Q1 Q2 Q1 Q2 N(f)= 0II 1 2 21 1 2 N(f ) (f) 0 (f0) Q1 Q2 Q1 Q2 N(f)= 0VV 1 2 21 1 2 007.0Qff2BQffpp7 . 02 i 0 2 2 Q1 Q2 n 0 2 2 Q1 Q2 LsoLRRRLQLpspp1RRRRQQL 串聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路阻抗或?qū)?/p>

27、納 諧振頻率 品質(zhì)因數(shù)Q 通頻帶B=相頻特性曲線 失諧時(shí)阻抗特性 0，x 0 回路呈感性 0，xp，B 0 回路呈容性 p，B0 回路呈感性 諧振電阻最小 = R最大有載Q值z(mì) = R + jx = R+j (L- ) = 廣義失諧系數(shù)：諧振曲線： sV R + C L I Is C L Is C L + R Vo GRp1 RCLRp第55頁(yè)/共130頁(yè)1 串并聯(lián)阻抗的等效互換 所謂等效就是指電路工作在某一頻率時(shí)，不管其內(nèi)部的電路形式如何，從端口看過(guò)去其阻抗或者導(dǎo)納是相等的。2222222222222222221X1XRXRjXRXRjXRjXRjXRR故：2222222X1XRXRRR22

28、222221XRXRX 由于串聯(lián)電路的有載品質(zhì)因數(shù)與并聯(lián)電路的有載品質(zhì)因數(shù)相等22X111LXRRRXQ所以等效互換的變換關(guān)系為：當(dāng)品質(zhì)因數(shù)很高（大于10或者更大）時(shí)則有21LX12QRRR12XX 21L12Q11XXX121L2RRQ1R第56頁(yè)/共130頁(yè)結(jié)論：2）串聯(lián)電抗 化為同性質(zhì)的并聯(lián)電抗 且：1X2X21L12Q11XX12XX 值下值下在高Q在高QL1L13）串聯(lián)、并聯(lián)電路的有載品質(zhì)因數(shù)為22X111LXRRRXQ1）小的串聯(lián)電阻 化為大的并聯(lián)電阻 且：X1RR 2RX121L2RRQ1R2112LXQRRR 值值下下在在高高Q QL L1 1第57頁(yè)/共130頁(yè)接入系數(shù)P 即

29、為抽頭點(diǎn)電壓與端電壓的比根據(jù)能量等效原則： 因此由于 ,因此P 是小于1的正數(shù)，即 即由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時(shí)，等效阻抗提高 倍。 dbabVVP s2bds2abGVGVs2s2dbabsGPGVVGs2s1RPR bdabVV ssRR 21P2 回路抽頭時(shí)阻抗的變化（折合）關(guān)系 接入系數(shù)P： Is C Rs a b d Is Rs d b C L Vdb Vdb 第58頁(yè)/共130頁(yè) 在不考慮 之間的互感M時(shí):21LL 和當(dāng)抽頭改變時(shí),p值改變,可以改變回路在db兩端的等效阻抗211211NNNLLLP1) 電感抽頭當(dāng)考慮 和 之間的互感M時(shí)接入系數(shù)以上討論的是阻抗形式的抽頭變換如果是導(dǎo)納

30、形式:22dbabnp1YY1L2LM2LLMLp211故抽頭變化的阻抗變換關(guān)系為222121bdabpLLLZZ第59頁(yè)/共130頁(yè)第60頁(yè)/共130頁(yè)2) 對(duì)于電容抽頭電路而言,接入系數(shù)21211CCCCCnp2121CCCCC其其中中 應(yīng)該指出接入系數(shù) 或 都是假定外接在ab端的阻抗遠(yuǎn)大于L1或 時(shí)才成立。 211LLLP212CCCP11C第61頁(yè)/共130頁(yè)3) 電流源的折合：右圖表示電流源的折合關(guān)系。因?yàn)槭堑刃ё儞Q，變換前后其功率不變。 電壓源和電流源的變比是 而不是 2pPIsCRsRoabdIsRsdbCLRo 從ab端到bd端電壓變換比為1/P ，在保持功率相同的條件下，電流

31、變換比就是P倍。即由低抽頭向高抽頭變化時(shí)，電流源減小了P倍。ssbdabsIPIVVI因因此此bdsabsVIVI 由于第62頁(yè)/共130頁(yè)4)負(fù)載電容的折合 CL C RL P CL L RL C d d b b a L2LL2L2L 1111CPCCPCRPRL因因此此電容減小，阻抗加大。第63頁(yè)/共130頁(yè)結(jié)論：1、抽頭改變時(shí)， 或 、 的比值改 變，即P改變. 2、抽頭由低高，等效導(dǎo)納降低P2倍，Q值提高許多， 即等效電阻提高了 倍，并聯(lián)電阻加大，Q值提高bdabvv211LLL212CCC21P第64頁(yè)/共130頁(yè) 因此，抽頭的目的是： 減小信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路和影響。 負(fù)載電阻和

32、信號(hào)源內(nèi)阻小時(shí)應(yīng)采用串聯(lián)方式；負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻大時(shí)應(yīng)采用并聯(lián)方式；負(fù)載電阻信號(hào)源內(nèi)阻不大不小采用部分接入方式 。第65頁(yè)/共130頁(yè) 例2-2 下圖為緊耦合的抽頭電路，其接入系數(shù)的計(jì) 算可參照前述分析。 C P1 C L RL P2 Is Rs Rp Is Rs Rp RL V (a) (b) 給定回路諧振頻率fp = 465 kHz，Rs = 27K，Rp =172K， RL = 1.36K，空載Qo = 100，P1 = 0.28，P2 = 0.063，Is = 1mA 求回路通頻帶B = ？和等效電流源?s I第66頁(yè)/共130頁(yè)解：先分別將Rs、RL折合到回路兩端如圖（b）所示K5

33、2.3442776.122728. 0112s21sRPRKRPR65.34236. 1063. 0112L22L C P1 C L RL P2 Is Rs Rp Is Rs Rp RL V (a) (b) 第67頁(yè)/共130頁(yè) 502121110065.34217252.34417211001LpspoLRRRRQQ由fo、QL求得B 若Is = 1mA，則 kHz3 . 950)kHz(465LoQfB0.28mAmA128. 0s1sIPI C P1 C L RL P2 Is Rs Rp Is Rs Rp RL V (a) (b) 第68頁(yè)/共130頁(yè)3 . 回路的插入損耗 由于回路有諧

34、振電阻Rp存在，它會(huì)消耗功率因此信號(hào)源送來(lái)的功率不能全部送給負(fù)載RL，有一部分功率被回路電導(dǎo)gp所消耗了?；芈繁旧硪鸬膿p耗稱為插入損耗，用Kl表示。 右圖是考慮信號(hào)源內(nèi)阻、負(fù)載電阻和回路損耗的并聯(lián)電路。 11PPKl率率回回路路有有損損耗耗時(shí)時(shí)的的輸輸出出功功率率回回路路無(wú)無(wú)損損耗耗時(shí)時(shí)的的輸輸出出功功L2LssL201gggIgVPCgsgLLVIsgp無(wú)損耗時(shí)的功率若Rp = ， 即gp = 0則為無(wú)損耗。有損耗時(shí)的功率L2pLssL211ggggIgVPRp第69頁(yè)/共130頁(yè)L2pLssL211ggggIgVP2Lpsp2pLsLs2Ls2pLs11111ggggggggg)gg()

35、ggg(PPKl由于回路本身的 ，而 LgQ0p01LgggQ0LpsL)(1L2LssL201gggIgVPCgsgLLVIsgpRp第70頁(yè)/共130頁(yè) 因此插入損耗 若用分貝表示： 通常在電路中我們希望Q0大，即損耗小。20L1111QQPPKl0L20L11201110QQlogQQlog)dB(KlCgsgLLVIsgpRp第71頁(yè)/共130頁(yè)2.1.4 耦合回路1、概述單振蕩回路具有頻率選擇性和阻抗變換的作用。但是：1、選頻特性不夠理想 2、阻抗變換不靈活、不方便為了使網(wǎng)絡(luò)具有矩形選頻特性，或者完成阻抗變換的需要，需要采用耦合振蕩回路。耦合回路由兩個(gè)或者兩個(gè)以上的單振蕩回路通過(guò)各種

36、不同的耦合方式組成 第72頁(yè)/共130頁(yè)常用的兩種耦合回路耦合系數(shù)k：表示耦合回路中兩個(gè)回路耦合程度強(qiáng)弱的量按耦合參量的大?。簭?qiáng)耦合、弱耦合、臨界耦合電感耦合回路電容耦合回路第73頁(yè)/共130頁(yè)對(duì)電容耦合回路：)(M2M1MCCCCCk一般C1 = C2 = C：MMCCCk通常 CM C：CCkMk0)時(shí)，則Xf1呈容性(Xf10)；反之，當(dāng)X22呈容性(X220)。 2222222221222222222111222222222222222222222221)( -)()( -)()(XXRMXRXRMRjXRXXRMjRXRMjXRMZfffff(2-59)第85頁(yè)/共130頁(yè)3 3）反

37、射電阻和反射電抗的值與耦合阻抗的平方值）反射電阻和反射電抗的值與耦合阻抗的平方值 成正比。當(dāng)互感量成正比。當(dāng)互感量M=0時(shí)，反射阻抗也等于零。這時(shí)，反射阻抗也等于零。這就是單回路的情況。就是單回路的情況。4 4）當(dāng)初、次級(jí)回路同時(shí)調(diào)諧到與激勵(lì)頻率諧振（即）當(dāng)初、次級(jí)回路同時(shí)調(diào)諧到與激勵(lì)頻率諧振（即X11=X22=0）時(shí)，反射阻抗為純阻。其作用相當(dāng)于）時(shí)，反射阻抗為純阻。其作用相當(dāng)于在初級(jí)回路中增加一電阻分量在初級(jí)回路中增加一電阻分量 ，且反射電，且反射電阻與原回路電阻成反比。阻與原回路電阻成反比。222RM )(2)( M0)()( -)()(1222111222222222222222222

38、222221fffffXRMRjXRXXRMjRXRMjXRMZ(2-59)第86頁(yè)/共130頁(yè) 考慮了反射阻抗后的耦合回路如下圖。 對(duì)耦合諧振回路，凡是達(dá)到了初級(jí)等效電路的電抗為零，或次級(jí)等效電路的電抗為零或初、次級(jí)回路的電抗同時(shí)為零，都稱為回路達(dá)到了諧振。 調(diào)諧的方法可以是調(diào)節(jié)初級(jí)回路的電抗，調(diào)節(jié)次級(jí)回路的電抗及兩回路間的耦合量。由于互感耦合使初、次級(jí)回路的參數(shù)互相影響（表現(xiàn)為反映阻抗）。所以耦合諧振回路的諧振現(xiàn)象比單諧振回路的諧振現(xiàn)象要復(fù)雜一些。 Zf2 Z22 Zf1 Z11 sV Z11=R11+jX11 Zf1= Rf1+jXf1 1I jMI1 2I 3. 耦合回路的調(diào)諧 根據(jù)調(diào)

39、諧參數(shù)不同，分為部分諧振、復(fù)諧振、全諧振三種情況。第87頁(yè)/共130頁(yè)（1）部分諧振：如果固定次級(jí)回路參數(shù)及耦合量不變，調(diào)節(jié)初級(jí)回路的電抗使初級(jí)回路達(dá)到x11 + xf1 = 0。即回路本身的電抗 = 反射電抗，我們稱初級(jí)回路達(dá)到部分諧振，這時(shí)初級(jí)回路的電抗與反射電抗互相抵消，初級(jí)回路的電流達(dá)到最大值22222211s1Rz)M(RVImax 初級(jí)回路在部分諧振時(shí)所達(dá)到的電流最大值，僅是在所規(guī)定的調(diào)諧條件下達(dá)到的，即規(guī)定次級(jí)回路參數(shù)及耦合量不變的條件下所達(dá)到的電流最大值，并非回路可能達(dá)到的最大電流。 耦合量改變或次級(jí)回路電抗值改變，則初級(jí)回路的反映電阻也將改變，從而得到不同的初級(jí)電流最大值。2

40、2max1max2ZIMjI第88頁(yè)/共130頁(yè) 若初級(jí)回路參數(shù)及耦合量固定不變，調(diào)節(jié)次級(jí)回路電抗使x22 + xf2 = 0，則次級(jí)回路達(dá)到部分諧振， 次級(jí)回路電流達(dá)最大值 次級(jí)電流的最大值并不等于初級(jí)回路部分諧振時(shí)次級(jí)電流的最大值。1121122211s22211smax2)(RzMRzMVRRzVMIf 耦合量改變或次級(jí)回路電抗值改變，則初級(jí)回路的反映電阻也將改變，從而得到不同的初級(jí)電流最大值。此時(shí)，次級(jí)回路電流振幅為 也達(dá)到最大值，這是相對(duì)初級(jí)回路不是諧振而言，但并不是回路可能達(dá)到的最大電流。 2212zMII第89頁(yè)/共130頁(yè)2）復(fù)諧振： 在部分諧振的條件下，再改變互感量，使反射電

41、阻Rf1等于回路本身電阻R11，即滿足最大功率傳輸條件，使次級(jí)回路電流I2達(dá)到可能達(dá)到的最大值，稱之為復(fù)諧振，這時(shí)初級(jí)電路不僅發(fā)生了諧振而且達(dá)到了匹配。 反射電阻Rf1將獲得可能得到的最大功率，亦即次級(jí)回路將獲得可能得到的最大功率，所以次級(jí)電流也達(dá)到可能達(dá)到的最大值?？梢酝茖?dǎo) 注意，在復(fù)諧振時(shí)初級(jí)等效回路及次級(jí)等效回路都對(duì)信號(hào)源頻率諧振，但單就初級(jí)回路或次級(jí)回路來(lái)說(shuō)，并不對(duì)信號(hào)源頻率諧振。這時(shí)兩個(gè)回路或者都處于感性失諧，或者都處于容性失諧。2211smaxmax,22RRVI第90頁(yè)/共130頁(yè) （3）全諧振： 調(diào)節(jié)初級(jí)回路的電抗及次級(jí)回路的電抗，使兩個(gè)回路都單獨(dú)的達(dá)到與信號(hào)源頻率諧振，即x1

42、1 = 0，x22 = 0，這時(shí)稱耦合回路達(dá)到全諧振。 全諧振條件下，兩個(gè)回路的阻抗均呈電阻性。 z11 = R11，z22 = R22，但R11 Rf1，Rf2 R22。 如果改變M，使R11 = Rf1，R22 = Rf2，滿足匹配條件，則稱為最佳全諧振。此時(shí)， 2211211222)()(21RRMRRRMRff或次級(jí)電流達(dá)到可能達(dá)到的最大值 最佳全諧振時(shí)次級(jí)回路電流值與復(fù)諧振時(shí)相同。由于最佳全諧振既滿足初級(jí)匹配條件，同時(shí)也滿足次級(jí)匹配條件，所以最佳全諧振是復(fù)諧振的一個(gè)特例。 22l1smaxmax,22RRVI第91頁(yè)/共130頁(yè)由最佳全諧振條件可得最佳全諧振時(shí)的互感為： 最佳全諧振時(shí)

43、初、次級(jí)間的耦合稱為臨界耦合，與此相應(yīng)的耦合系數(shù)稱為臨界耦合系數(shù)，以kc表示。 Q1 = Q2 = Q 時(shí) 2211cRRM21221122112211cc1QQLLRRLLMkQK1c第92頁(yè)/共130頁(yè)耦合諧振回路兩回路的耦合系數(shù)與臨界耦合系數(shù)之比稱為耦合因數(shù)： 是表示耦合諧振回路耦合相對(duì)強(qiáng)弱的一個(gè)重要參量。 1稱為強(qiáng)耦合。 KQKKc *各種耦合電路都可定義k， 但是只能對(duì)雙諧振回路才可定義。QK1c臨界耦合系數(shù)第93頁(yè)/共130頁(yè)4. 耦合回路的頻率特性： 當(dāng)初、次級(jí)回路01 = 02 = 0，Q1 = Q2 = Q時(shí)， 廣義失調(diào) ，可以證明次級(jí)回路電流比 212222max224)1

44、 (2II為廣義失諧，為耦合因數(shù)，表示耦合回路的頻率特性。第94頁(yè)/共130頁(yè) 1稱為強(qiáng)耦合，諧振曲線出現(xiàn)雙峰，谷值 1,在 處，x11 + xf1 = 0, Rf1 = R11回路達(dá)到匹配，相當(dāng)于復(fù)諧振，諧振曲線呈最大值， = 1。12;1,01;12,012為為最最大大值值時(shí)時(shí)稱稱為為臨臨介介耦耦合合為為最最大大值值時(shí)時(shí)若若稱稱為為弱弱耦耦合合當(dāng)回路諧振頻率 = 0時(shí)， 0 1 不應(yīng)小于21 12122222max224)1 (2II第95頁(yè)/共130頁(yè)5. 耦合回路的通頻帶 根據(jù)前述單回路通頻帶的定義， 當(dāng) ，Q1 = Q2 = Q，01 = 02 = 時(shí)可導(dǎo)出 若 = 1時(shí)， 一般采用

45、 稍大于1，這時(shí)在通帶內(nèi)放大均勻，而在通 帶外衰減很大，為較理想的幅頻特性。21max22IIQff.0270122Qff.07022 0 1 不應(yīng)小于21 1212(2-71)第96頁(yè)/共130頁(yè)2.1.5 選擇性濾波器一、LC集中選擇性濾波器：1. LC集中選擇性濾波器可分為低通、高通、帶通和帶阻等形式。帶通濾波器在某一指定的頻率范圍f1 f2之中，信號(hào)能夠通過(guò)，而在此范圍之外，信號(hào)不能通過(guò)。 vs + Rs C L Co 2C Co 2C Co 2C Co 2C Co C Co L 2 L 2 L 2 L 2 L RL + vo Co 第97頁(yè)/共130頁(yè) LC集中選擇性濾波器由五節(jié)單節(jié)

46、濾波器組成，有六個(gè)調(diào)諧回路的帶通濾波器，圖中每個(gè)諧振回路都諧振在帶通濾波器的f2上，耦合電容C0的大小決定了耦合強(qiáng)弱，因而又決定了濾波器的傳輸特性，始端和末端的電容C0、 分別連接信源和負(fù)載，調(diào)節(jié)它們的大小，可以改變信源內(nèi)阻Rs、負(fù)載RL與濾波器的匹配，匹配好了，可以減少濾波器的通帶衰減。節(jié)數(shù)多，則帶通曲線陡。 0C vs + Rs C L Co 2C Co 2C Co 2C Co 2C Co C Co L 2 L 2 L 2 L 2 L RL + vo Co 第98頁(yè)/共130頁(yè) f f1 f2 阻帶 阻帶 通帶 (a) 理想帶通濾波器特性理想帶通濾波器特性 f f1 f2 (b) 實(shí)實(shí)際際

47、帶帶通通濾濾波波器器特特性性 2. 單節(jié)濾波器阻抗分析： 該濾波器的傳通條件為0 1，即在通帶內(nèi)要求阻抗z1和z2異號(hào)，并且 4z2 z1 。根據(jù)此條件分析圖中所示單節(jié)濾波器的通帶和阻帶。214 zz vs Rs C L C L C0 RL vo + (a) z 4z2 O z1 4z2 f1 f2 f0 (b) 設(shè)C0的阻抗為z1，LC的阻抗為4z2第99頁(yè)/共130頁(yè) 從電抗曲線看出當(dāng)f f2時(shí)z1、z2同號(hào)為容性，因此為阻帶。 當(dāng)f1 f | z1 |，因此在該范圍內(nèi)為通帶。 當(dāng)f f1時(shí)，雖然z1和z2異號(hào)，但| 4z2 | f 時(shí) R為濾波器在f = f0時(shí)的特性阻抗，是純電阻。 2

48、10fff12fffLCf21200/ffCCfLfRRR/220Ls第100頁(yè)/共130頁(yè) 這種濾波器的傳輸系數(shù) 約為0.10.3，單節(jié)濾波器的衰減量（f0 10kHz處）約為1015dBCffCLfC0022,)2(1s0vv一般已知f1、f2或f0、f，設(shè)計(jì)時(shí)給定L的值。則第101頁(yè)/共130頁(yè)二、石英晶體濾波器 1. 石英晶體的物理特性： 石英是礦物質(zhì)硅石的一種（也可人工制造），化學(xué)成分是SiO2，其形狀為結(jié)晶的六角錐體。圖(a)表示自然結(jié)晶體，圖(b)表示晶體的橫截面。為了便于研究，人們根據(jù)石英晶體的物理特性，在石英晶體內(nèi)畫出三種幾何對(duì)稱軸，連接兩個(gè)角錐頂點(diǎn)的一根軸ZZ，稱為光軸，在

49、圖(b)中沿對(duì)角線的三條XX軸，稱為電軸，與電軸相垂直的三條YY軸，稱為機(jī)械軸。 Y X1 X Y Z Y Y X X Y Y X X Y Y X X (a) (b) 沿著不同的軸切下，有不同的切型，X切型、Y切型、AT切型、BT、CT等等。第102頁(yè)/共130頁(yè) 石英晶體具有正、反兩種壓電效應(yīng)。 當(dāng)石英晶體沿某一電軸受到交變電場(chǎng)作用時(shí)，就能沿機(jī)械軸產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)， 反過(guò)來(lái)，當(dāng)機(jī)械軸受力時(shí)，就能在電軸方向產(chǎn)生電場(chǎng)。且換能性能具有諧振特性，在諧振頻率，換能效率最高。 石英晶體和其他彈性體一樣，具有慣性和彈性，因而存在著固有振動(dòng)頻率，當(dāng)晶體片的固有頻率與外加電源頻率相等時(shí)，晶體片就產(chǎn)生諧振。第103

50、頁(yè)/共130頁(yè)2. 石英晶體振諧器的等效電路和符號(hào) 石英片相當(dāng)一個(gè)串聯(lián)諧振電路，可用集中參數(shù)Lq、Cq、rq來(lái)模擬，Lq為晶體的質(zhì)量（慣性），Cq 為等效彈性模數(shù)，rg 為機(jī)械振動(dòng)中的摩擦損耗。 C0 rq Cq Lq JT b a 右圖表示石英諧振器的基頻等效電路。 電容C0稱為石英諧振器的靜電容。其容量主要決定于石英片尺寸和電極面積。 一般C0在幾PF 幾十PF。式中 石英介電常數(shù)，s 極板面積，d 石英片厚度dsC00qCCP rqLqCqCoab第104頁(yè)/共130頁(yè) 石英晶體的特點(diǎn)是：等效電感Lq特別大、等效電容Cq特別小，因此，石英晶體的Q值 很大，一般為幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)。這是普通LC

51、電路無(wú)法比擬的。 由于 ，這意味著等效電路中的接入系數(shù) 很小，因此外電路影響很小。 qqqq1CLrQ q0CCrqLqCqCoab0qCCP 第105頁(yè)/共130頁(yè)3. 石英諧振器的等效電抗（阻抗特性） 石英晶體有兩個(gè)諧振角頻率。 1）左邊支路的串聯(lián)諧振角頻率q，即石英片本身的自然角頻率。 2）石英諧振器的并聯(lián)諧振角頻率p。 串聯(lián)諧振頻率 并聯(lián)諧振頻率 qqq1CLCLCCCCLqq0q0qp11很接近很接近因此因此由于由于qp0qqp,與CC顯然 接入系數(shù)P很小，一般為10-3數(shù)量級(jí)，所以p與q很接近。 PCC11q0qqp C0 rq Cq Lq JT b a 第106頁(yè)/共130頁(yè)0q

52、qqqqq00212101111Cj)CL( jr)CL( jrCjzzzzz xo 容性 O 容性 q p 感性 上式忽略 rq 后可簡(jiǎn)化為 當(dāng) = q時(shí)z0 = 0 Lq、Cq串諧諧振，當(dāng) = p，z0 = ，回路并諧諧振。22p22q000/1/11Cjjxz0qp,jx時(shí)時(shí)qprqLqCqCoab當(dāng) 為容性。 當(dāng) 時(shí),jx0 為感性。其電抗曲線如圖所示。（2-78） C0 rq Cq Lq JT b a 第107頁(yè)/共130頁(yè)222202111/CLpqe并不等于石英晶體片本身的等效電感Lq。 石英晶體濾波器工作時(shí)，石英晶體兩個(gè)諧振頻率之間感性區(qū)的寬度決定了濾波器的通帶寬度。 必須指出

53、，在q與p的角頻率之間，諧振器所呈現(xiàn)的等效電感 xo 容性 O 容性 q p 感性 rqLqCqCoab C0 rq Cq Lq JT b a 第108頁(yè)/共130頁(yè) 為了擴(kuò)大感性區(qū)加寬濾波器的通帶寬度，通常可串聯(lián)一電感或并聯(lián)一電感來(lái)實(shí)現(xiàn)。 擴(kuò)大石英晶體濾波器感性區(qū)的電路 可以證明串聯(lián)一電感Ls則減小q，并聯(lián)一電感Ls則加大p，兩種方法均擴(kuò)大了石英晶體的感性電抗范圍。 Ls Ls xo 容性 O 容性 q p 感性 rqLqCqCoab C0 rq Cq Lq JT b a 第109頁(yè)/共130頁(yè)4. 石英晶體濾波器 下圖是差接橋式晶體濾波電路。它的濾波原理可通過(guò)電抗曲線定性說(shuō)明。晶體JT1的

54、電抗曲線如圖中實(shí)線，電容CN的電抗曲線如圖中虛線所示。 根據(jù)前述濾波器的傳通條件，在q與p之間，晶體與CN的電抗性質(zhì)相反，故為通帶， 在1與2頻率點(diǎn)，兩個(gè)電抗相等，故濾波器衰減最大。 JT1 C z1 z2 z3 z4 z5 z5 z3 z5 輸出 CN z4 (a) (b) Lq rq Cq C0 C x O q p JT1 1 2 JT1 N1C 第110頁(yè)/共130頁(yè) 由圖(a)可見(jiàn)，JT、CN、Z3、Z4組成圖(b)所示的電橋。當(dāng)電橋平衡時(shí)，其輸出為零。 JT1 C z1 z2 z3 z4 z5 z5 z3 z5 輸出 CN z4 (a) (b) Lq rq Cq C0 C x O q

55、 p JT1 1 2 JT1 N1C 改變CN即可改變電橋平衡點(diǎn)位置，從而改變通帶，Z3、Z4為調(diào)諧回路對(duì)稱線圈，Z5和C組成第二調(diào)諧回路。第111頁(yè)/共130頁(yè)三、陶瓷濾波器 利用某些陶瓷材料的壓電效應(yīng)構(gòu)成的濾波器，稱為陶瓷濾波器。它常用鋯鈦酸鉛Pb(zrTi)O3壓電陶瓷材料（簡(jiǎn)稱PZT）制成。 這種陶瓷片的兩面用銀作為電極，經(jīng)過(guò)直流高壓極化之后具有和石英晶體相類似的壓電效應(yīng)。 優(yōu)點(diǎn)：容易焙燒，可制成各種形狀；適于小型化；且耐熱耐濕性好。 它的等效品質(zhì)因數(shù)QL為幾百，比石英晶體低但比LC濾波高。第112頁(yè)/共130頁(yè)CoRqCqLq2L1. 符號(hào)及等效電路圖中C0 等效為壓電陶瓷諧振子的固

56、定電容；Lq 為機(jī)械振動(dòng)的等效質(zhì)量；Cq 為機(jī)械振動(dòng)的等效彈性模數(shù)；Rq為機(jī)械振動(dòng)的等效阻尼；其等效電路與晶體相同。 qqq1CLCLCCCCLq0q0qqp11并聯(lián)諧振頻率 式中，C 為C0和Cq串聯(lián)后的電容。其串聯(lián)諧振頻率第113頁(yè)/共130頁(yè) 2. 陶瓷濾波器電路 四端陶瓷濾波器： 如將陶瓷濾波器連成如圖所示的形式，即為四端陶瓷濾波器。圖(a)為由二個(gè)諧振子組成的濾波器，圖(b)為由五個(gè)諧振子組成四端濾波器。諧振子數(shù)目愈多，濾波器的性能愈好。 2L2 2L1 (a) (b) 第114頁(yè)/共130頁(yè) 下圖表示陶瓷濾波器圖(a)的等效電路。適當(dāng)選擇串臂和并臂陶瓷濾波器的串、并聯(lián)諧振頻率，就可

57、得到理想的濾波特性。若2L1的串聯(lián)頻率等于2L2的并聯(lián)頻率，則對(duì)要通過(guò)的頻率2L1阻抗最小，2L2阻抗最大。 例：若要求濾波器通過(guò)4655 kHz的頻帶，則要求fq1 = 465 kHz，fp2 = 465kHz，fp1 = (465 + 5) kHz，fq2 = (465 5) kHz。 Co2 R2 C2 L2 Co1 R1 C1 L1 2L1 (a) 2L2 4655 465+5 465 理想濾波器特性 實(shí)際濾波器特性 5 (b) 第115頁(yè)/共130頁(yè)+VCCR1C22LR3R2C1TRc輸入采用單片陶瓷濾波器的中放級(jí)： f0 = 465kHz第116頁(yè)/共130頁(yè) 聲表面波濾波器SA

58、WF（Surface Acoustic Wave Filter）是一種以鈮酸鋰、石英或鋯鈦酸鉛等壓電材料為襯底（基體）的一種電聲換能元件。 1. 結(jié)構(gòu)與原理： 聲表面波濾波器是在經(jīng)過(guò)研磨拋光的極薄的壓電材料基片上，用蒸發(fā)、光刻、腐蝕等工藝制成兩組叉指狀電極，其中與信號(hào)源連接的一組稱為發(fā)送叉指換能器，與負(fù)載連接的一組稱為接收叉指換能器。當(dāng)把輸入電信號(hào)加到發(fā)送換能器上時(shí)，叉指間便會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。 四、聲表面波濾波器 利用壓電襯底對(duì)電場(chǎng)作用時(shí)的膨脹和收縮效應(yīng)將電能由交叉指形換能器轉(zhuǎn)成聲波、聲表面波進(jìn)行傳播，通過(guò)選擇濾波器電極的結(jié)構(gòu)來(lái)控制聲表面波的傳播以達(dá)到選頻的目的。第117頁(yè)/共130頁(yè) 聲表面波濾器的濾波特性，如中心頻率、頻帶寬度、頻響特性等一般由叉指換能器的幾何形狀和尺寸決定。