高頻電子線路第2章

1、高頻與射頻線路高頻與射頻線路第二章第二章 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)掌握串聯(lián)與并聯(lián)諧振回路的分析方法與主要掌握串聯(lián)與并聯(lián)諧振回路的分析方法與主要性能：回路阻抗與導(dǎo)納，諧振條件，通頻帶，性能：回路阻抗與導(dǎo)納，諧振條件，通頻帶，Q值的意義；值的意義；掌握串聯(lián)與并聯(lián)諧振回路的阻抗互換與抽頭掌握串聯(lián)與并聯(lián)諧振回路的阻抗互換與抽頭的阻抗變換；的阻抗變換；熟悉互感耦合回路的主要性能：反射阻抗的熟悉互感耦合回路的主要性能：反射阻抗的物理意義，欠耦合、過(guò)耦合與臨界耦合；物理意義，欠耦合、過(guò)耦合與臨界耦合；了解其他形式的濾波器。了解其他形式的濾波器。 學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)間時(shí)間幅度幅度頻率頻率 信號(hào)在時(shí)域和頻域內(nèi)的形狀信號(hào)

2、在時(shí)域和頻域內(nèi)的形狀 頻譜概念頻譜概念所謂選頻（濾波），就是所謂選頻（濾波），就是選取選取需要的頻率分量和需要的頻率分量和濾除濾除不需要的不需要的頻率分量頻率分量。 高頻與射頻線路中常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有：高頻與射頻線路中常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有：引言引言單振蕩回路單振蕩回路耦合振蕩回路耦合振蕩回路選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩電路振蕩電路（L、C）各種濾波器各種濾波器LC集中濾波器集中濾波器石英晶體濾波器石英晶體濾波器陶瓷濾波器陶瓷濾波器聲表面波濾波器聲表面波濾波器串聯(lián)振蕩串聯(lián)振蕩并聯(lián)振蕩并聯(lián)振蕩 高頻電路中高頻電路中: 電感線圈等效為電感電感線圈等效為電感L和損耗電阻和損耗電阻R的串聯(lián)；的串聯(lián)； 電容器等效為電容

3、電容器等效為電容C和損耗電阻和損耗電阻r的并聯(lián)。的并聯(lián)。通常，在高頻電路中相對(duì)于電感線圈的損耗，通常，在高頻電路中相對(duì)于電感線圈的損耗， 電容電容的損耗很小，可以忽略不計(jì)。的損耗很小，可以忽略不計(jì)。電感等效電感等效電容等效電容等效基本元件：基本元件： 電感電感 電容電容由電感線圈和電容器組成的單個(gè)諧振電路，由電感線圈和電容器組成的單個(gè)諧振電路，稱(chēng)為稱(chēng)為單諧振回路單諧振回路。 Is C L R + C Vs L R 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路信號(hào)源與電容電感串接信號(hào)源與電容電感串接信號(hào)源與電容電感并接信號(hào)源與電容電感并接2.12.1串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路2.1.12.1.

4、1基本原理與特性基本原理與特性電路阻抗：電路阻抗： （2.1.12.1.1）X X為回路電抗：為回路電抗： 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 + C Vs L R jL1/(jC) 回路電流：回路電流：（2.1.42.1.4）O電抗電抗X 容性容性感性感性串聯(lián)振蕩回路電抗與頻率關(guān)系串聯(lián)振蕩回路電抗與頻率關(guān)系 討論：討論： + C Vs L R 在串聯(lián)諧振時(shí)有在串聯(lián)諧振時(shí)有 串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率 （2.1.5）串聯(lián)振蕩回路阻抗與頻率關(guān)系串聯(lián)振蕩回路阻抗與頻率關(guān)系阻抗在某一特定頻率阻抗在某一特定頻率（諧振狀（諧振狀態(tài)）態(tài)）上具有最小值上具有最小值（電流達(dá)到（電流達(dá)到最大值）最大值），而偏離此頻率時(shí)阻，

5、而偏離此頻率時(shí)阻抗將迅速增大。抗將迅速增大。串聯(lián)振蕩回路的諧振特性：串聯(lián)振蕩回路的諧振特性：Z （諧振條件）（諧振條件） 此時(shí)此時(shí) 1. （2.1.7） （2.1.8） + C Vs L R 2. Q與與R成反比，成反比，Q越大，越大，R越越小，諧振時(shí)的電流越大，曲小，諧振時(shí)的電流越大，曲線越尖銳；遠(yuǎn)離諧振頻率處，線越尖銳；遠(yuǎn)離諧振頻率處，電流的大小幾乎相等，電流的大小幾乎相等，R的影的影響很小；響很??；在諧振點(diǎn)及其附近，電路電阻在諧振點(diǎn)及其附近，電路電阻R是決定電流大小的是決定電流大小的主要因素主要因素： R主要是電感的電阻，因此整個(gè)回路的主要是電感的電阻，因此整個(gè)回路的Q值可以認(rèn)為是值可以

6、認(rèn)為是電感的電感的Q值；當(dāng)頻率升高時(shí)，由于導(dǎo)線的趨膚效應(yīng)，值；當(dāng)頻率升高時(shí)，由于導(dǎo)線的趨膚效應(yīng)，R值迅速增大，因此整個(gè)回路值迅速增大，因此整個(gè)回路Q(chēng)迅速下降；迅速下降；3. 2.1.22.1.2串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線和通頻帶串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線和通頻帶回路中電流幅值與外加電壓頻率之間回路中電流幅值與外加電壓頻率之間的關(guān)系曲線稱(chēng)為的關(guān)系曲線稱(chēng)為諧振曲線諧振曲線。 （2.1.9） 串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線可知：可知：Q越高，諧振曲線越尖銳，對(duì)越高，諧振曲線越尖銳，對(duì)外加電壓的選頻作用越顯著，回路外加電壓的選頻作用越顯著，回路的選擇性就越好。的選擇性就越好。 （2.1.10）

7、+ C Vs L R （2.1.11） 因此，式（因此，式（2.1.10） 可寫(xiě)為可寫(xiě)為 （2.1.13） 研究諧振點(diǎn)附近的曲線，以衡量諧振曲線的尖銳程度研究諧振點(diǎn)附近的曲線，以衡量諧振曲線的尖銳程度 表示頻率偏離的程度，表示頻率偏離的程度，失諧失諧（detuning） 2.1.13 2.1.13 使用條件使用條件 為了衡量諧振回路的選擇性，引入為了衡量諧振回路的選擇性，引入通頻帶通頻帶的概念：的概念： 串聯(lián)振蕩回路的通頻帶串聯(lián)振蕩回路的通頻帶 通頻帶：通頻帶： （2.1.14）或或 即有：即有： 上兩式相減：上兩式相減： 或或 （2.1.14） 由上式可見(jiàn)：由上式可見(jiàn)：通頻帶與回路通頻帶與回

8、路Q(chēng)值成反比，值成反比，Q越高，諧振曲線越高，諧振曲線越尖銳，回路選擇性越好，但通頻帶越窄。越尖銳，回路選擇性越好，但通頻帶越窄。 例題例題2.1.1和和2.1.2通頻帶、品質(zhì)因數(shù)、諧振頻率通頻帶、品質(zhì)因數(shù)、諧振頻率三者關(guān)系三者關(guān)系串串聯(lián)聯(lián)諧諧振振電電路路電路總阻抗：電路總阻抗： （2.1.15） + C Vs L R RL Rs 選頻網(wǎng)絡(luò) 信號(hào)源內(nèi)阻與負(fù)載的影響：信號(hào)源內(nèi)阻與負(fù)載的影響：2.1.32.1.3串聯(lián)振蕩回路的相位特性曲線串聯(lián)振蕩回路的相位特性曲線 由由得得 a ar rc ct ta an n2 2a ar rc ct ta an na ar rc ct ta an na ar

9、rc ct ta an n0 00 00 0 Q QQ QR RX XQ越大曲越大曲線越陡峭線越陡峭2.22.2并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路適用于低內(nèi)阻電源（理想電壓源）串聯(lián)諧振回路適用于低內(nèi)阻電源（理想電壓源）并聯(lián)諧振回路適用于高內(nèi)阻電源并聯(lián)諧振回路適用于高內(nèi)阻電源2.2.12.2.1基本原理與特性基本原理與特性并聯(lián)振蕩回路并聯(lián)振蕩回路 （2.2.12.2.1） （2.2.22.2.2） （高（高Q條件）條件） Is C L R + +- - 并聯(lián)回路電壓：并聯(lián)回路電壓： （2.2.32.2.3） （低（低Q情況）情況） 采用采用導(dǎo)納導(dǎo)納分析并聯(lián)振蕩回路及其等效電路比較方便，為分析并

10、聯(lián)振蕩回路及其等效電路比較方便，為此引入并聯(lián)振蕩回路的導(dǎo)納。此引入并聯(lián)振蕩回路的導(dǎo)納。 Is C L G （2.2.4） 高高Q Is C L R +- 并聯(lián)回路電壓幅值：并聯(lián)回路電壓幅值：回路電納為零時(shí)，回路電納為零時(shí)，電壓與電流同相，電壓與電流同相，且最大，且最大，并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振 O電納電納 容性容性感性感性并聯(lián)振蕩回路電納與頻率關(guān)系并聯(lián)振蕩回路電納與頻率關(guān)系 討論：討論： Is C L G 在并聯(lián)諧振時(shí)有在并聯(lián)諧振時(shí)有 并聯(lián)諧振頻率為并聯(lián)諧振頻率為 （2.2.6） 并聯(lián)振蕩回路導(dǎo)納與頻率關(guān)系并聯(lián)振蕩回路導(dǎo)納與頻率關(guān)系導(dǎo)納在某一特定頻率導(dǎo)納在某一特定頻率（諧振狀態(tài)）（諧振狀態(tài)）上具有最小

11、值上具有最小值（電壓達(dá)到最大值）（電壓達(dá)到最大值），而偏離此頻率時(shí)將迅速增大。而偏離此頻率時(shí)將迅速增大。并聯(lián)振蕩回路的諧振特性：并聯(lián)振蕩回路的諧振特性： （諧振條件）（諧振條件） 諧振電阻諧振電阻 諧振時(shí)導(dǎo)納最小，阻抗諧振時(shí)導(dǎo)納最小，阻抗最大，且為純電阻最大，且為純電阻串聯(lián)串聯(lián) （2.2.9） 回路中電容、電感支路的電流分別為：回路中電容、電感支路的電流分別為： （2.2.11） （2.2.12） 2.2.22.2.2并聯(lián)振蕩回路的諧振曲線和通頻帶并聯(lián)振蕩回路的諧振曲線和通頻帶 并聯(lián)振蕩回路兩端的回路電壓為：并聯(lián)振蕩回路兩端的回路電壓為： 并聯(lián)諧振曲線表示式并聯(lián)諧振曲線表示式并聯(lián)相位特性曲線表

12、示式并聯(lián)相位特性曲線表示式故故 與（與（2.1.13）(2.1.17)比較，等式的右邊相同，所以并聯(lián)振比較，等式的右邊相同，所以并聯(lián)振蕩回路的諧振特性和相位特性與串聯(lián)回路蕩回路的諧振特性和相位特性與串聯(lián)回路相同相同。 Is C L G 同樣，其通頻帶為同樣，其通頻帶為 （2.2.18） 通頻帶與回路通頻帶與回路Q(chēng)值成反比，值成反比，Q越高，諧振曲線越尖銳，越高，諧振曲線越尖銳，回路選擇性越好，但通頻帶越窄?；芈愤x擇性越好，但通頻帶越窄。 串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線 并聯(lián)振蕩回路的諧振曲線并聯(lián)振蕩回路的諧振曲線注注意意縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)2.2.32.2.3信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的影響信

13、號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的影響 Is C L RS RP RL 考慮信號(hào)源內(nèi)阻考慮信號(hào)源內(nèi)阻R S和負(fù)載電阻和負(fù)載電阻R L，如右圖所示：如右圖所示：將電阻寫(xiě)為電導(dǎo)：將電阻寫(xiě)為電導(dǎo)： 回路的回路的等效品質(zhì)因數(shù)等效品質(zhì)因數(shù)： 改寫(xiě)為改寫(xiě)為 回路固有回路固有品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) 解：（解：（1 1）計(jì)算電感）計(jì)算電感L L （2 2）計(jì)算回路諧振電阻和帶寬）計(jì)算回路諧振電阻和帶寬 線圈線圈Q Q值為值為100100（3 3）求滿足）求滿足0.5MHz0.5MHz帶寬的并聯(lián)電阻帶寬的并聯(lián)電阻 有載有載Q Q值值2.3 2.3 串、并聯(lián)阻抗的等效互換與串、并聯(lián)阻抗的等效互換與 回路抽頭時(shí)的阻抗變換回路抽頭時(shí)的阻

14、抗變換2.3.12.3.1串、并聯(lián)阻抗的等效互換串、并聯(lián)阻抗的等效互換所謂所謂等效等效，就是指電路工，就是指電路工作在作在某一頻率某一頻率時(shí)，不管其時(shí)，不管其內(nèi)部的電路形式如何，從內(nèi)部的電路形式如何，從端口看過(guò)去其阻抗或者導(dǎo)端口看過(guò)去其阻抗或者導(dǎo)納是相等的。納是相等的。串、并聯(lián)阻抗的等效互換串、并聯(lián)阻抗的等效互換 故有：故有： （2.3.1） （2.3.2）盡管電路形式變化，但是二者的品質(zhì)因數(shù)應(yīng)該相等盡管電路形式變化，但是二者的品質(zhì)因數(shù)應(yīng)該相等 （2.3.7）由阻抗相等：由阻抗相等：由導(dǎo)納相等：由導(dǎo)納相等： （2.3.3）（2.3.4）因此，式（因此，式（2.3.1）、（）、（2.3.2）改為

15、：）改為： （2.3.8）（2.3.9）當(dāng)當(dāng)Q較大（大于較大（大于10），則上式近似為：），則上式近似為： （2.3.12） （2.3.13）結(jié)論：結(jié)論： 當(dāng)當(dāng)Q足夠大時(shí)，串聯(lián)電路與并聯(lián)電路等效轉(zhuǎn)換時(shí)足夠大時(shí)，串聯(lián)電路與并聯(lián)電路等效轉(zhuǎn)換時(shí)2）串聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的并聯(lián)電抗（相等）。）串聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的并聯(lián)電抗（相等）。 （2.3.10）（2.3.11）2.3.22.3.2并聯(lián)諧振回路的其他形式并聯(lián)諧振回路的其他形式對(duì)于復(fù)雜的并聯(lián)諧振回路，其諧振頻率和諧振阻抗的對(duì)于復(fù)雜的并聯(lián)諧振回路，其諧振頻率和諧振阻抗的計(jì)算一般更為繁瑣。然而，當(dāng)整個(gè)電路滿足高計(jì)算一般更為繁瑣。然而，當(dāng)整個(gè)電路滿足高Q條件時(shí)，

16、條件時(shí)，計(jì)算可以大大化簡(jiǎn)。計(jì)算可以大大化簡(jiǎn)。并聯(lián)電路的廣義形式并聯(lián)電路的廣義形式兩個(gè)支路都有電阻的并聯(lián)回路兩個(gè)支路都有電阻的并聯(lián)回路 （2.3.17） 回路阻抗為：回路阻抗為： 重要結(jié)論：重要結(jié)論： 純電阻純電阻（2.3.16）（2.3.14）2.3.32.3.3抽頭式并聯(lián)電路的阻抗變換抽頭式并聯(lián)電路的阻抗變換為什么會(huì)存在為什么會(huì)存在“抽頭式抽頭式”電路電路? 1、減小信號(hào)源內(nèi)阻或負(fù)載對(duì)回路和影響；、減小信號(hào)源內(nèi)阻或負(fù)載對(duì)回路和影響； 2、可調(diào)抽頭還可以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配功能。、可調(diào)抽頭還可以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配功能。常見(jiàn)的抽頭電路常見(jiàn)的抽頭電路 被抽頭的元件：電感抽頭和電容抽頭；被抽頭的元件：電感抽頭和電

17、容抽頭； 抽頭在電路中位置：源端抽頭和負(fù)載端抽頭。抽頭在電路中位置：源端抽頭和負(fù)載端抽頭。L2L1CL2L1CRLC2C1LLC2C1RL電感抽頭電感抽頭電容抽頭電容抽頭電感抽頭式電感抽頭式并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 接接入入系系數(shù)數(shù)電感抽電感抽頭式并頭式并聯(lián)諧振聯(lián)諧振回路回路 諧振時(shí)，由式諧振時(shí)，由式(2.3.16)得：得： （2.3.18）定義：定義：接入系數(shù)接入系數(shù)通常記為通常記為p （2.3.19）又：又： 故：故：（2.3.20）所以：所以： （2.3.21） 電感抽頭電路電感抽頭電路 a （2.3.222.3.22）除了阻抗需要折合外，電壓源和電流源也需要折合除了阻抗需要折合外，電壓

18、源和電流源也需要折合電壓源折合電路電壓源折合電路根據(jù)能量守恒：根據(jù)能量守恒： 可得：可得： （2.3.25） a C C L LC C 電流源折合電路電流源折合電路 其中：其中： ddb 電容抽頭電路電容抽頭電路 （2.3.242.3.24） 電感抽頭電路電感抽頭電路 諧振條件：諧振條件：結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)回路諧振時(shí)，由回路的任何兩點(diǎn)看去，回路當(dāng)回路諧振時(shí)，由回路的任何兩點(diǎn)看去，回路都諧振于同一頻率，且呈純電阻性，其諧振頻率為：都諧振于同一頻率，且呈純電阻性，其諧振頻率為：由條件二式（由條件二式（2.3.14）諧振條件得）諧振條件得 （2.3.262.3.26） （2.3.272.3.27） （2

19、.3.282.3.28） 解：等效回路的總電容為：解：等效回路的總電容為： 故回路諧振頻率為：故回路諧振頻率為：無(wú)負(fù)載空載并聯(lián)諧振電阻為：無(wú)負(fù)載空載并聯(lián)諧振電阻為： 接入系數(shù)為：接入系數(shù)為：接負(fù)載有載等電路諧振電阻為：接負(fù)載有載等電路諧振電阻為：有載品質(zhì)因數(shù)為：有載品質(zhì)因數(shù)為：負(fù)載等效電阻為：負(fù)載等效電阻為： 通頻帶為：通頻帶為：注意：負(fù)載對(duì)電注意：負(fù)載對(duì)電路的路的Q值、通頻值、通頻帶等參數(shù)的影響帶等參數(shù)的影響 單振蕩回路具有選頻特性，但其選頻特性不夠理想。單振蕩回路具有選頻特性，但其選頻特性不夠理想。矩形選頻特性與單回路諧振曲線矩形選頻特性與單回路諧振曲線為了使選頻網(wǎng)絡(luò)具為了使選頻網(wǎng)絡(luò)具有理

20、想的有理想的矩形矩形選頻選頻特性，需要采用耦特性，需要采用耦合振蕩回路。耦合合振蕩回路。耦合回路由兩個(gè)或者兩回路由兩個(gè)或者兩個(gè)以上的單振蕩回個(gè)以上的單振蕩回路通過(guò)各種不同的路通過(guò)各種不同的耦合方式組成。耦合方式組成。 2.4 2.4 耦合回路耦合回路 耦合回路由兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路形成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，耦合回路由兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路形成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)電路之間有兩個(gè)電路之間有公共阻抗公共阻抗存在完成耦合作用。存在完成耦合作用。各各種種耦耦合合電電路路純耦合純耦合復(fù)耦合復(fù)耦合2.4.12.4.1互感耦合回路的一般性質(zhì)互感耦合回路的一般性質(zhì) 在耦合回路中接有激勵(lì)信號(hào)源的回路稱(chēng)為在耦合回路中接有激勵(lì)信號(hào)源

21、的回路稱(chēng)為初級(jí)回路初級(jí)回路，與負(fù)載相接的回路稱(chēng)為與負(fù)載相接的回路稱(chēng)為次級(jí)回路次級(jí)回路。 為了說(shuō)明回路間的耦合程度，常用為了說(shuō)明回路間的耦合程度，常用耦合系數(shù)耦合系數(shù)來(lái)表示，來(lái)表示，它的它的定義定義是：耦合回路的公共電抗（或電阻）絕對(duì)值與初、是：耦合回路的公共電抗（或電阻）絕對(duì)值與初、次級(jí)回路中同性質(zhì)的電抗（或電阻）的幾何中項(xiàng)之比，即次級(jí)回路中同性質(zhì)的電抗（或電阻）的幾何中項(xiàng)之比，即 （2.4.1）式中，式中，X12為耦合元件電抗；為耦合元件電抗；X11與與X22分別為初級(jí)和次級(jí)分別為初級(jí)和次級(jí)回路中與回路中與X12同性質(zhì)的總電抗。同性質(zhì)的總電抗。 耦合系數(shù)耦合系數(shù)1 1無(wú)量綱無(wú)量綱在高頻電子線

22、路中，常采用圖在高頻電子線路中，常采用圖3.5.2所示的兩種耦合回路。所示的兩種耦合回路。圖圖(a)為互感耦合串聯(lián)型回路；為互感耦合串聯(lián)型回路；(b)為電容耦合并聯(lián)型回路。為電容耦合并聯(lián)型回路。兩兩種種常常用用的的耦耦合合電電路路2.4.12.4.1互感耦合回路的一般性質(zhì)互感耦合回路的一般性質(zhì)互感耦合互感耦合回路的一回路的一般形式般形式由基爾霍夫定律得出回路電壓方程為由基爾霍夫定律得出回路電壓方程為 式中，式中，Z11為初級(jí)回路的為初級(jí)回路的自阻抗自阻抗 （2.4.3） （2.4.4） Z電阻電阻電容電容電感電感 Z22為次級(jí)回路的為次級(jí)回路的自阻抗自阻抗上兩式，解得：上兩式，解得： （2.4

23、.5） （2.4.6） （2.4.5）初級(jí)等效電路初級(jí)等效電路 1. 正值正值 能量損耗能量損耗電抗異號(hào)電抗異號(hào) 次級(jí)等效電路的兩種形式次級(jí)等效電路的兩種形式2. 總總阻阻抗抗初級(jí)初級(jí)次級(jí)次級(jí)反射阻抗反射阻抗的作用的作用P38（2.4.6） 以上分析盡管是以互感耦合路為例，但所得結(jié)論具以上分析盡管是以互感耦合路為例，但所得結(jié)論具有有普遍意義普遍意義。它對(duì)純電抗耦合系統(tǒng)都是適用的，只要將。它對(duì)純電抗耦合系統(tǒng)都是適用的，只要將相應(yīng)于各電阻的自阻抗和耦合阻抗代入以上各式，即可相應(yīng)于各電阻的自阻抗和耦合阻抗代入以上各式，即可得到該電路的阻抗特性。得到該電路的阻抗特性。兩點(diǎn)注意：兩點(diǎn)注意： 解：解：1）

24、次級(jí)線圈短路：）次級(jí)線圈短路： 2）次級(jí)線圈開(kāi)路：）次級(jí)線圈開(kāi)路： 由串、并聯(lián)阻抗互換公式得：由串、并聯(lián)阻抗互換公式得： 又有：又有： 次級(jí)回路阻抗：次級(jí)回路阻抗： 故：故： 2.5 2.5 濾波器的其他形式濾波器的其他形式低通濾波器低通濾波器高通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器帶阻濾波器巴特沃茲巴特沃茲切比雪夫切比雪夫廣義切比雪夫廣義切比雪夫橢圓函數(shù)橢圓函數(shù)2.5.1 LC2.5.1 LC集中選擇性濾波器集中選擇性濾波器LCLC集中濾波器等效電路模型集中濾波器等效電路模型單節(jié)濾波器的電抗曲線單節(jié)濾波器的電抗曲線該濾波器的傳輸條件為該濾波器的傳輸條件為 （2.5.12.5.1）

25、LCLC集中濾波器通帶內(nèi)損耗與集中濾波器通帶內(nèi)損耗與Q Q值成正比關(guān)系，其值成正比關(guān)系，其Q Q值受限值受限于電感、電容的于電感、電容的Q Q值，一般在值，一般在100100200200范圍內(nèi)。隨頻率升高，范圍內(nèi)。隨頻率升高，由于趨膚效應(yīng)，電感的損耗由于趨膚效應(yīng)，電感的損耗快速增高，導(dǎo)致快速增高，導(dǎo)致Q Q值迅速下降。值迅速下降。一般來(lái)說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)，LCLC集中濾波器適集中濾波器適用于幾百用于幾百M(fèi)HzMHz以下。以下。2.5.2 2.5.2 石英晶體濾波器石英晶體濾波器 JT 在石英晶體兩個(gè)管腳加交變電場(chǎng)在石英晶體兩個(gè)管腳加交變電場(chǎng)時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生一定頻率的機(jī)械時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生一定頻率的機(jī)械變形

26、，而這種機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生變形，而這種機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，上述物理現(xiàn)象稱(chēng)為交變電場(chǎng)，上述物理現(xiàn)象稱(chēng)為壓壓電效應(yīng)電效應(yīng)通常，壓電效應(yīng)并不明顯。但是，當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率為某通常，壓電效應(yīng)并不明顯。但是，當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率為某一特定值時(shí)，機(jī)械振動(dòng)和交變電場(chǎng)的振幅驟然增大，產(chǎn)生一特定值時(shí)，機(jī)械振動(dòng)和交變電場(chǎng)的振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱(chēng)之為共振，稱(chēng)之為壓電振蕩壓電振蕩石英諧振器的符號(hào)石英諧振器的符號(hào) C0 rq Cq Lq b a 基頻等效電路基頻等效電路 （2.5.32.5.3） （2.5.42.5.4） 2.5.3 2.5.3 陶瓷濾波器陶瓷濾波器 利用某些陶瓷材料的壓電效應(yīng)構(gòu)利用某些陶瓷材料的壓電

27、效應(yīng)構(gòu)成的濾波器，稱(chēng)為成的濾波器，稱(chēng)為陶瓷濾波器陶瓷濾波器。它的。它的Q Q值為值為幾百幾百，比，比LCLC濾波器高，但遠(yuǎn)比濾波器高，但遠(yuǎn)比石英晶體濾波器低。石英晶體濾波器低。 因此作濾波器時(shí)，通帶沒(méi)有石英因此作濾波器時(shí)，通帶沒(méi)有石英晶體那樣窄，選擇性也比石英晶體濾晶體那樣窄，選擇性也比石英晶體濾波器差。它具有與石英晶體相類(lèi)似的波器差。它具有與石英晶體相類(lèi)似的壓電效應(yīng)，因此陶瓷諧振器的等效電壓電效應(yīng)，因此陶瓷諧振器的等效電路與石英晶體的相同。路與石英晶體的相同。等效電路和符號(hào)等效電路和符號(hào)2.5.4 2.5.4 聲表面波濾波器聲表面波濾波器表面聲波濾波器結(jié)構(gòu)示意圖表面聲波濾波器結(jié)構(gòu)示意圖 在極薄的壓電材料基在極薄的壓電材料基片上，利用光刻工藝制成片上，利用光刻工藝制成兩組叉指狀電極，稱(chēng)為兩組叉指狀電極，稱(chēng)為叉叉指換能器指換能器。當(dāng)把輸入電信。當(dāng)把輸入電信號(hào)加到換能器上時(shí)，引起號(hào)加到換能器上時(shí)，引起振動(dòng)，沿其表面產(chǎn)生聲波，振動(dòng)，沿其表面產(chǎn)生聲波，到第二個(gè)叉指換能器轉(zhuǎn)換到第二個(gè)叉指換能器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。成電信號(hào)