調(diào)頻廣播技術

1、tV000cosvtVcosvtV000cosvtVcosv 0D D m 0+D D mAMFM調(diào)頻波的指標調(diào)頻波的指標頻譜寬度頻譜寬度寄生調(diào)幅寄生調(diào)幅抗干擾能抗干擾能力力幅度調(diào)制幅度調(diào)制角度調(diào)制角度調(diào)制調(diào)頻FM調(diào)相PM載波信號載波信號的受控參量的受控參量振幅振幅頻率頻率相位相位解調(diào)方式解調(diào)方式相干解調(diào)或相干解調(diào)或非相干解調(diào)非相干解調(diào)鑒頻或鑒頻或頻率檢波頻率檢波鑒相或鑒相或相位檢波相位檢波解調(diào)方式解調(diào)方式的差別的差別頻譜線性搬頻譜線性搬移頻譜結構移頻譜結構無變化無變化頻譜非線性頻譜非線性頻譜結構發(fā)頻譜結構發(fā)生變化屬于生變化屬于非線性頻率非線性頻率變換變換特點特點頻帶窄頻帶窄頻帶利頻帶利用率高

2、用率高頻帶寬頻帶寬頻帶利頻帶利用不經(jīng)用不經(jīng)濟、抗?jié)?、抗干擾性干擾性強強用途用途廣播廣播電視電視通信通信遙測遙測數(shù)字數(shù)字通信通信調(diào)幅AM)(t)(ttdd瞬時相位瞬時相位)(t00)(tttd0t0實軸實軸)(ttt )(t調(diào)相調(diào)相00)()(tkttvp)()(00tktttvpdd 0 0t t+ +0 0是未調(diào)制時的載波相位；是未調(diào)制時的載波相位；kpv (t)是瞬時相位相對于是瞬時相位相對于0 0t+t+0 0的偏移，叫瞬時的偏移，叫瞬時相位相位偏移，簡稱偏移，簡稱相位相位偏移或偏移或相相移移?？杀砜杀硎緸槭緸?()(tktDvp最大相移，即最大相移，即相偏相偏，表示為，表示為max)(

3、tkDvp)(0ttkvddp瞬時相位瞬時相位瞬時頻率瞬時頻率頻偏頻偏max)()(ttktDvddpppm調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)設調(diào)制信號為設調(diào)制信號為v (t)，載波信號載波信號)cos()(000tVtv數(shù)學表達式數(shù)學表達式ttKtVtdf)(cos000v瞬時頻率瞬時頻率瞬時相位瞬時相位最大頻移最大頻移調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)FM波波PM波波ttkddp)(0vtttKt0f0d)(vmax)(ttKddpmDvmax0ffd )(ttKmtvmaxpp)(tKmv附：上述比較中的調(diào)制信號附：上述比較中的調(diào)制信號 v (t)，載波，載波V0mcos 0(t)(cos00tKtVvp)(f0tKv)(

4、0tKtvpmaxfm)(tKDv以單音調(diào)制波為例以單音調(diào)制波為例調(diào)制信號調(diào)制信號tVtcos)(v調(diào)頻調(diào)頻tVktcos)(0f00sin)(tVkttf瞬時頻率瞬時頻率瞬時相位瞬時相位已調(diào)頻信號已調(diào)頻信號)sincos()(000tVktVtaf)sincos(000tmtVfVkmffDfDVkff00cos)(tVkttptVktsin)(0p瞬時頻率瞬時頻率瞬時相位瞬時相位已調(diào)相信號已調(diào)相信號)coscos()(000tVktVtap)coscos(000tmtVpppVkm DpDm調(diào)制信號調(diào)制信號tVtcos)(vDVkpp調(diào)制信號調(diào)制信號tVtcos)(v調(diào)頻調(diào)頻tVktcos

5、)(0f瞬時頻率瞬時頻率VkmffDf00sin)(tVkttf瞬時相位瞬時相位Dm調(diào)相調(diào)相00cos)(tVkttp瞬時相位瞬時相位VkmppDptVktsin)(0p瞬時頻率瞬時頻率VkmffDf調(diào)相調(diào)相VkmppDp可以看出調(diào)相制的信號帶寬隨調(diào)制信號頻率的升可以看出調(diào)相制的信號帶寬隨調(diào)制信號頻率的升高而增加，而調(diào)頻波則不變，高而增加，而調(diào)頻波則不變，有時把有時把調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制。調(diào)制信號調(diào)制信號tVtcos)(v一、頻譜一、頻譜已調(diào)相信號已調(diào)相信號)coscos()(00tmtVtap已調(diào)頻信號已調(diào)頻信號)sincos()(00tmtVtaf)sinsin(s

6、in)sincos(cos000tmttmtVff其中其中tnmJmJtmn2cos)(2)()sincos(1fn2f0f已調(diào)頻信號已調(diào)頻信號)sincos()(00tmtVtaf是以是以mf為參數(shù)的為參數(shù)的n階第一類貝賽爾函數(shù)階第一類貝賽爾函數(shù))(fnmJ由于調(diào)頻波和調(diào)相波的方程式相似，因此只要分析其中一種的頻譜，則對另一種由于調(diào)頻波和調(diào)相波的方程式相似，因此只要分析其中一種的頻譜，則對另一種也完全適用。也完全適用。) 12sin()(2sin2cos)(2)()(01201200tnmJttnmJmJVtannfnfnfsin) 12sin()(2cos2cos)(2cos)(00201

7、2000ttnmJttnmJtmJVnnf1nfnf)12(cos)12(cos)()2cos()2cos()(cos)(000f1n20001fn20f00tntnmJVtntnmJtmJVnn單音調(diào)制時，調(diào)頻波的頻譜不是調(diào)制信號頻譜的簡單搬移，單音調(diào)制時，調(diào)頻波的頻譜不是調(diào)制信號頻譜的簡單搬移，而是由載波和無數(shù)對邊帶分量所組成，而是由載波和無數(shù)對邊帶分量所組成， 它們的振幅由對應的各階貝塞爾函數(shù)值所確定。它們的振幅由對應的各階貝塞爾函數(shù)值所確定。其中，奇次的上、下邊帶分量振幅相等、極性相反；偶次的振幅相等、極性相同。其中，奇次的上、下邊帶分量振幅相等、極性相反；偶次的振幅相等、極性相同。

8、2) 調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)mf越大，具有較大振幅的邊頻分量就越多。越大，具有較大振幅的邊頻分量就越多。這與調(diào)幅波不同，在單頻信號調(diào)幅的情況下，邊頻數(shù)目與調(diào)制指數(shù)無關。這與調(diào)幅波不同，在單頻信號調(diào)幅的情況下，邊頻數(shù)目與調(diào)制指數(shù)無關。3)載波分量和各邊帶分量的振幅均隨載波分量和各邊帶分量的振幅均隨mf變化而變化。對于某些變化而變化。對于某些mf值，值，載頻或某邊頻振幅為零。籍此可以測定調(diào)制指數(shù)載頻或某邊頻振幅為零。籍此可以測定調(diào)制指數(shù)mf。 )(2)(2)(202121222020nnmJmJmJRVPfnfnff fnf )(2)(2122020nmJmJRVRV220上式表明，當上式表明，當V0一

9、定時，不論一定時，不論mf為何值，調(diào)頻波的平均功率為何值，調(diào)頻波的平均功率恒為定值，并且等于未調(diào)制時的載波功率。換句話說，恒為定值，并且等于未調(diào)制時的載波功率。換句話說，改變改變mf僅會引起載波分量和各邊帶分量之間功率的重新分配，僅會引起載波分量和各邊帶分量之間功率的重新分配，但不會引起總功率的改變。但不會引起總功率的改變。 雖然調(diào)頻波的邊頻分量有無數(shù)多個，但是，對于任一給定的雖然調(diào)頻波的邊頻分量有無數(shù)多個，但是，對于任一給定的mf值，高到一定次數(shù)值，高到一定次數(shù)的邊頻的邊頻分量其振幅已經(jīng)小到可以忽略，以致濾除這些邊頻分量對調(diào)頻波形不會產(chǎn)生其振幅已經(jīng)小到可以忽略，以致濾除這些邊頻分量對調(diào)頻波形

10、不會產(chǎn)生顯著的影響。顯著的影響。通常規(guī)定：凡是振幅小于未調(diào)制載波振幅的通常規(guī)定：凡是振幅小于未調(diào)制載波振幅的1(或或10，根據(jù)不同要求而定，根據(jù)不同要求而定)的的邊頻分量均可忽略不計，保留下來的頻譜分量就確定了調(diào)頻波的頻帶寬度。邊頻分量均可忽略不計，保留下來的頻譜分量就確定了調(diào)頻波的頻帶寬度。如果將小于調(diào)制載波振幅如果將小于調(diào)制載波振幅l0的邊頻分量略去不計，則頻譜寬度的邊頻分量略去不計，則頻譜寬度BW可可由下列近似公式求出：由下列近似公式求出：FmBW) 1(2f)(22,10)1(2, 1)(2, 1為為最最大大頻頻偏偏稱稱為為寬寬帶帶調(diào)調(diào)頻頻, ,波波頻頻帶帶相相同同與與稱稱為為窄窄帶帶

11、調(diào)調(diào)頻頻, ,mmfFMffFMfFMfAMffFmBmFmBmFBmDD從上面的討論知道，調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜結構以及頻帶寬度與調(diào)制指數(shù)有密切的從上面的討論知道，調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜結構以及頻帶寬度與調(diào)制指數(shù)有密切的關系。總的規(guī)律是：關系?？偟囊?guī)律是：調(diào)制指數(shù)越大，應當考慮的邊頻分量的數(shù)目就越多，無論對于調(diào)制指數(shù)越大，應當考慮的邊頻分量的數(shù)目就越多，無論對于調(diào)頻還是調(diào)相均是如此。調(diào)頻還是調(diào)相均是如此。這是它們共同的性質(zhì)。這是它們共同的性質(zhì)。但是，由于調(diào)頻與調(diào)相制與調(diào)制頻率但是，由于調(diào)頻與調(diào)相制與調(diào)制頻率F的關系不同，僅當?shù)年P系不同，僅當F變化時，它們的變化時，它們的頻譜結構和頻帶寬度的頻譜結

12、構和頻帶寬度的關系關系就互不相同。就互不相同。調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相VkmppDpVkmffDf對于調(diào)頻制，僅當對于調(diào)頻制，僅當F變化時，在常用的寬帶調(diào)頻制中，頻率分量變化時，在常用的寬帶調(diào)頻制中，頻率分量隨隨mf變化而變化，但同時帶寬基本恒定。因此又把調(diào)頻叫做恒變化而變化，但同時帶寬基本恒定。因此又把調(diào)頻叫做恒定帶寬調(diào)制定帶寬調(diào)制對于調(diào)相制，僅當對于調(diào)相制，僅當F變化時，頻率分量不變，但帶寬變化。特別是變化時，頻率分量不變，但帶寬變化。特別是F增加時，帶寬增加。對于增加時，帶寬增加。對于Fmin Fmax而言，而言， Fmax決定總決定總的帶寬，低端頻率分量的頻譜利用率不高的帶寬，低端頻率分量的頻

13、譜利用率不高 。因此，模擬通信系統(tǒng)。因此，模擬通信系統(tǒng)中調(diào)頻制要比調(diào)相制應用得廣泛。中調(diào)頻制要比調(diào)相制應用得廣泛。)sinsin(sin)sincos(cos)(10100NnnNnntmttmtVtanfnf以雙頻信號為例以雙頻信號為例)sinsinsin(sin)sinsincos(cos)(22110221100tmtmttmtmtVtafffftnmJtmn) 12sin()(2)sinsin(012fnftnmJmJtmn2cos)(2)()sincos(120fnff此時增加了許多組合頻率，使頻譜組成大為復雜。因此，調(diào)頻與調(diào)相制屬于非線性調(diào)制。產(chǎn)生調(diào)頻信號的方法很多，歸納起來主要有

14、兩類：第一類是產(chǎn)生調(diào)頻信號的方法很多，歸納起來主要有兩類：第一類是用調(diào)制信號直接控制載波的瞬時頻率用調(diào)制信號直接控制載波的瞬時頻率直接調(diào)頻。第二類是由直接調(diào)頻。第二類是由調(diào)相變調(diào)頻調(diào)相變調(diào)頻間接調(diào)頻。間接調(diào)頻。如果載波由如果載波由LC自激振蕩器產(chǎn)生，則振蕩頻率主要由諧振回路自激振蕩器產(chǎn)生，則振蕩頻率主要由諧振回路的電感元件和電容元件所決定。因此，只要能用調(diào)制信號去的電感元件和電容元件所決定。因此，只要能用調(diào)制信號去控制回路的電感或電容，就能達到控制振蕩頻率的目的。控制回路的電感或電容，就能達到控制振蕩頻率的目的。瞬時頻率瞬時頻率)(t瞬時相位瞬時相位)(t00)(tttd)(ttdd鑒頻器的指

15、標鑒頻器的指標鑒頻跨導鑒頻跨導鑒頻靈敏度鑒頻靈敏度鑒頻頻帶寬度鑒頻頻帶寬度寄生調(diào)幅抑制能力寄生調(diào)幅抑制能力失真和穩(wěn)定性失真和穩(wěn)定性高頻電子線路中常用的選頻網(wǎng)絡有：高頻電子線路中常用的選頻網(wǎng)絡有：選頻網(wǎng)絡選頻網(wǎng)絡振蕩電路（由振蕩電路（由L、C組成）組成）單振蕩回路單振蕩回路耦合振蕩回路耦合振蕩回路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 + C Vs L R Is C L R + C Vs L R + C Vs L R 阻抗阻抗XRZj)1( jCLR22XRZ O電抗電抗容性容性感性感性LX=L1C01CRZ0X

16、O電抗電抗容性容性感性感性LX=L1C01CRZ0諧振頻率諧振頻率X阻抗阻抗XRZj22XRZ串聯(lián)單振蕩回路的諧振特性：其阻抗在某一特定頻率上具有最串聯(lián)單振蕩回路的諧振特性：其阻抗在某一特定頻率上具有最小值（諧振狀態(tài)），而偏離此頻率時將迅速增大。小值（諧振狀態(tài)），而偏離此頻率時將迅速增大。 O電抗電抗容性容性感性感性LX=L1C01CRZ0諧振條件諧振條件: :0100CLX即信號頻率即信號頻率LC10或或LCf210XRZj阻抗阻抗22XRZ Z R 0 諧振頻率諧振頻率選頻特性曲線選頻特性曲線ZVS，具有帶通選頻特性。具有帶通選頻特性。RVIS0 + C Vs L R 1. 諧振時，回路阻

17、抗值最小，即諧振時，回路阻抗值最小，即Z=R；當信號源為電壓源時，回路電流最大，當信號源為電壓源時，回路電流最大， O電抗電抗容性容性感性感性Lx=L1C01C + C Vs L R XRZj阻抗阻抗)1( jCLR2. 阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：1) 0時，時，X 0時時X =0呈純阻性呈純阻性X 0呈感性呈感性LIVL000jssVRLLRV00jjCIVC000j1ssVCRCRV001jj1又因為又因為CL001所以所以00 CLVV + C Vs L R 考慮到，諧振時考慮到，諧振時ssVRLLRV00jjLIVL000jssVCRCjRV001j1CIVC

18、000j1CL001CRRLQ001sVQjsVQj3.串聯(lián)諧振時，電感和電容兩端的電壓模值大小相等，串聯(lián)諧振時，電感和電容兩端的電壓模值大小相等，且等于外加電壓的且等于外加電壓的Q倍；倍；由于由于Q值較高值較高,常在幾十到幾百常在幾十到幾百左右左右,必須預先注意回路元件的耐壓問題。必須預先注意回路元件的耐壓問題。)()()(.0IINRVCLRVss)1j()1(CLRRj)(j00)() (j11eNQ)(11000 jRL因此，表示諧振曲線的函數(shù)為因此，表示諧振曲線的函數(shù)為)()()(.0IIN)1( jCLRR)(j00)() (j11eNQ諧振曲線包括幅頻特性曲線和相頻特性曲線，分別

19、用諧振曲線包括幅頻特性曲線和相頻特性曲線，分別用N()和和()兩函數(shù)表示。僅對選頻特性而言，通常只關心幅頻兩函數(shù)表示。僅對選頻特性而言，通常只關心幅頻特性特性N()。針對幅頻特性，又分為兩個方面：頻率選擇性。針對幅頻特性，又分為兩個方面：頻率選擇性和通頻帶。和通頻帶。)1( j)()()(.0CLRRIIN)(j00)() (j11eNQ20020) (11)()()(QIIN選頻特性曲線選頻特性曲線N()Q101. 頻率選擇性頻率選擇性見右圖，頻率見右圖，頻率偏離偏離0越遠，越遠，N()下降得下降得越多。越多。 因此，可以用因此，可以用0 表示頻率偏離諧振的程度，稱為失諧表示頻率偏離諧振的程

20、度，稱為失諧量量 。20020) (11)()()(QIIN對于同樣的頻率對于同樣的頻率和和0，回路的，回路的Q值愈大，值愈大， N()下降的下降的越多。越多。回路的回路的Q值愈高，諧振曲線愈尖銳，對外加電壓的選頻作用值愈高，諧振曲線愈尖銳，對外加電壓的選頻作用愈顯著，回路的選擇性就愈好。愈顯著，回路的選擇性就愈好。所以，定義廣義失諧量所以，定義廣義失諧量0000QRLRCLRX01)(失諧電抗當當 0，即失諧不大時：即失諧不大時：00000)(Q0022ffQQDD00Q幅頻特性函數(shù)幅頻特性函數(shù)N()和曲線分別為和曲線分別為2200211) (11)0()()(QIIN1210027 . 0

21、 )()(2D127 .02fffD或21) (11)0()()(2002QIIN2111) (11)0()()(22002QIIN102D QQ0702DQff.0702 D或0DQ0702DQff.0702 D或回路回路Q值越高，選擇性越好，但通頻帶越窄，二者矛盾。值越高，選擇性越好，但通頻帶越窄，二者矛盾。 + C Vs L R 損耗電阻損耗電阻 Z R 0 諧振頻率諧振頻率選頻特性曲線選頻特性曲線ZVS通常，串聯(lián)諧振回路的帶通特性要求信號源內(nèi)阻越低越好通常，串聯(lián)諧振回路的帶通特性要求信號源內(nèi)阻越低越好但是在高頻電子線路中，信號源多為工作于放大區(qū)的有源器件（晶體管、場效應管），但是在高頻

22、電子線路中，信號源多為工作于放大區(qū)的有源器件（晶體管、場效應管），基本上可看做恒流源基本上可看做恒流源 Is C L R 同樣，要研究并聯(lián)振蕩回路的選頻特性，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?？梢钥疾炱渥杩闺S頻率變化的規(guī)律。CLRCLRZj1jj1jCLRCLR1jj1jCLRCL1jLCLCR1j1通常，損耗電阻通常，損耗電阻R在工作頻段內(nèi)滿足：在工作頻段內(nèi)滿足：LR或或 高高Q采用導納分析并聯(lián)振蕩回路及其等效電路比較方便，為此引人并聯(lián)振蕩回路的采用導納分析并聯(lián)振蕩回路及其等效電路比較方便，為此引人并聯(lián)振蕩回路的導納。導納。 Is C L R 損耗電阻損耗電

23、阻CLRCLRZj1jj1jLCLCR1j1 Is C L R 損耗電阻損耗電阻Q高 Is C L 1/G 回路總導納回路總導納LCLCRBGY1jj式中電導式中電導G和電納和電納B分別為分別為LCRG LCB1 Is C L 1/G 諧振特性：其導納在某一特定頻率上具有最小值（諧振狀態(tài)），諧振特性：其導納在某一特定頻率上具有最小值（諧振狀態(tài)），而偏離此頻率時將迅速增大。而偏離此頻率時將迅速增大。諧振條件諧振條件:01LCB即信號頻率即信號頻率LC1p或或LCf21pB O電納電納CB=C 1L1L感性感性容性容性P Is C L Rp 回路總導納回路總導納LCLCRBGY1jj1. 阻抗性質(zhì)

24、隨頻率變化的規(guī)律：阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：1) p時，時，B p時，時，B 0呈容性。呈容性。 Is C L 1/G YOpG選頻特性曲線選頻特性曲線ZIs2. 諧振時，回路阻抗值最大，即諧振時，回路阻抗值最大，即當信號源為電流源時，回路電壓最大，即當信號源為電流源時，回路電壓最大，即RCLCRRLQPPp1RCLCL1CRLRpppp)1j()1j()()()(.pppsps0LCGGGLCGIVVNI)(jppp)() ( j11eNQ可見，對串聯(lián)和并聯(lián)諧振回路而言，諧振曲線可見，對串聯(lián)和并聯(lián)諧振回路而言，諧振曲線是相似的。是相似的。0ppVCjICCRIppsjspjIQCRLRQpp

25、pppLjILQLjVLjRVIpSppppLp00spjIQ3.并聯(lián)諧振時，流經(jīng)電感和電容的電流模值大小相近，方向相反，并聯(lián)諧振時，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且約等于外加電流的Q倍；倍；LCR回路的狀態(tài)與串聯(lián)諧振回路相似?；芈返臓顟B(tài)與串聯(lián)諧振回路相似。 Is C L 1/G Is C L 1/G YOpG選頻特性曲線選頻特性曲線ZIs回路中電壓幅值與外加電流頻率之間的關系曲線稱為諧振曲線?；芈分须妷悍蹬c外加電流頻率之間的關系曲線稱為諧振曲線。因此，表示諧振曲線的函數(shù)為因此，表示諧振曲線的函數(shù)為)1j()1j()()()(.pppsps0LCGGGLCGI

26、VVNI + C Vs L R RLZsVI互偶互偶 Is C L R gCYsIVLpspppRRRRRL11LsppL1GGGLQLpsppRRRRQ1IsCLRsRpRL由于由于QL值低于值低于Qp，因此考慮信號源內(nèi)阻及負載電阻后，并聯(lián)諧，因此考慮信號源內(nèi)阻及負載電阻后，并聯(lián)諧振回路的選擇性變壞，通頻帶加寬。振回路的選擇性變壞，通頻帶加寬。CLRCLRZj1jj1jCLRCRCL1jjCRRLLRCRL1j1j1 Is C L R 損耗電阻損耗電阻CRRLLRCRLZ1j1j111j1j1CRRLLRCRRLLR1CRRLLR12令令即即諧振頻率為諧振頻率為2p1LRLC2111pQLC

27、 Is C L R 損耗電阻損耗電阻CRRLLRCRLZ1j1j12P1LRLC分母虛部為零的頻率為分母虛部為零的頻率為LC10由于由于Q值低，因此電路總的阻抗值低，因此電路總的阻抗Z的最大值與純阻不是同時發(fā)生。的最大值與純阻不是同時發(fā)生。ppppssjjjXRXRXR令令psppppppppjjjjXRXRXRXR2p2pp2p2p2p2ppjXRXRXRXR故故2p2p2ppXRXRRs2p2pp2psXRXRXs2ss2s2sRZRXRRPs2ss2s2sXZXXRXP盡管電路形式變化，但是二者的品質(zhì)因數(shù)應該相等。盡管電路形式變化，但是二者的品質(zhì)因數(shù)應該相等。ppLssLXRQRXQ21

28、所以等效互換的變換關系為：所以等效互換的變換關系為：sLpRQR2112111LspQXX2111LspQXXsLpRQR211QL 110時，時，21LspQRR spXX 結論：結論：當品質(zhì)因數(shù)足夠高時當品質(zhì)因數(shù)足夠高時1）小的串聯(lián)電阻變?yōu)榇蟮牟⒙?lián)電阻。）小的串聯(lián)電阻變?yōu)榇蟮牟⒙?lián)電阻。2）串聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的并聯(lián)電抗。）串聯(lián)電抗變?yōu)橥再|(zhì)的并聯(lián)電抗。22222222111|QXXQRRXRQjXRZXXRRjRXRXZPSPSPPSSSPPPPPPPPP)11 ()1 (|11222222QXXQRRRXQXRXjXRRYXjRYSPSPSSSSSSSSSPPP1)1 (2LpLpRRQQ

29、RR112pLLpRRQQRR Is C L R 損耗電阻損耗電阻Q高 Is C L Rp LC1pCRLRQRLRP2p22p 對于高對于高Q值并聯(lián)諧振回路，其諧振頻率與串聯(lián)諧值并聯(lián)諧振回路，其諧振頻率與串聯(lián)諧振回路相近，諧振阻抗可以通過串聯(lián)支路的串并聯(lián)互振回路相近，諧振阻抗可以通過串聯(lián)支路的串并聯(lián)互換得到。換得到。當品質(zhì)因數(shù)足夠高時當品質(zhì)因數(shù)足夠高時LC1p2p21212pp)(1)(CRRRRLZ2p212p1pp)(LRRGGG1. 變壓器耦合連接變壓器耦合連接 C P1 C L RL P2 Is Rp Is Rp R L (a) (b) V V + - + - VL + - L21R

30、VPL2L2RVP功率守恒功率守恒21PP121NNL2L221L2L1RpRNNRVVRL接入系數(shù)接入系數(shù)112LNNVVp2. 自耦合變壓器自耦合變壓器 C RL P L R L C b) a) V VL + - + - L21RVPL2L2RVP功率守恒功率守恒21PP121LLL2L221L2LL1RpRLLRVVR接入系數(shù)接入系數(shù)112LLLVVp3. 電容抽頭電路電容抽頭電路L21RVPL2L2RVP21PPL2L2LL1RpRVVR接入系數(shù)接入系數(shù)1pLVV功率守恒功率守恒 C2 RL P L R L C b) a) C1 V VL + - + - 3. 電容抽頭電路電容抽頭電路

31、2L1CRCCVVp112L2CC21122121CCCCCCCC C2 RL P L R L C b) a) C1 V VL + - + - 21PPssspIIVVIdbabsab2IVP 以上討論了負載電阻的部分接入問題，下面，討以上討論了負載電阻的部分接入問題，下面，討論論信號源及其內(nèi)阻的信號源及其內(nèi)阻的部分接入問題。部分接入問題。sdb1IVPs2abdbs2s1RVVRpR Is C Rs RL a b d I s R s d b C L RL 上面分析了外接負載為純阻的情況。而當外接負上面分析了外接負載為純阻的情況。而當外接負載包括電抗成分時，上述等效變換關系仍然適用。載包括電抗

32、成分時，上述等效變換關系仍然適用。 CL C RL P C L L R L C d d b b a L2L221L2abdb1RpRLLRVVRLL2L2dbabLCpCVVCEnd 為了獲得工作頻率高度穩(wěn)定、阻帶衰減特性十為了獲得工作頻率高度穩(wěn)定、阻帶衰減特性十分陡峭的濾波器，就要求濾波器元件的品質(zhì)因數(shù)分陡峭的濾波器，就要求濾波器元件的品質(zhì)因數(shù)很高。很高。LC型濾波器的品質(zhì)因數(shù)一般在型濾波器的品質(zhì)因數(shù)一般在100200范范圍內(nèi)，不能滿足上述要求。圍內(nèi)，不能滿足上述要求。 石英諧振器的品質(zhì)因數(shù)石英諧振器的品質(zhì)因數(shù)可達幾萬甚至幾百萬可達幾萬甚至幾百萬，因而可以構成工作頻率穩(wěn)定度極高、阻帶衰減特性

33、因而可以構成工作頻率穩(wěn)定度極高、阻帶衰減特性很陡峭、通帶衰減很小的濾波器。很陡峭、通帶衰減很小的濾波器。 要結合第七章晶體振蕩起器來復習要結合第七章晶體振蕩起器來復習l. 壓電效應和壓電振蕩壓電效應和壓電振蕩 C0 rq Cq Lq JT b a 在石英晶體兩個管腳加交變在石英晶體兩個管腳加交變電場時，它將會產(chǎn)生一定頻率的電場時，它將會產(chǎn)生一定頻率的機械變形，而這種機械振動又會機械變形，而這種機械振動又會產(chǎn)生交變電場，上述物理現(xiàn)象稱產(chǎn)生交變電場，上述物理現(xiàn)象稱為為壓電效應壓電效應。 通常，壓電效應并不明顯。但是，當交變電場的頻率為通常，壓電效應并不明顯。但是，當交變電場的頻率為某一特定值時，機

34、械振動和交變電場的振幅驟然增大，產(chǎn)生共某一特定值時，機械振動和交變電場的振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為振，稱之為壓電振蕩壓電振蕩。2. 石英晶體的等效電路和振蕩頻率石英晶體的等效電路和振蕩頻率 C0 rq Cq Lq b a 當石英晶體不振動時，可等效為一個平當石英晶體不振動時，可等效為一個平板電容板電容C0，稱為靜態(tài)電容；其值決定于晶片，稱為靜態(tài)電容；其值決定于晶片的幾何尺寸和電極面積，一般約為幾幾十的幾何尺寸和電極面積，一般約為幾幾十pF。 當晶片產(chǎn)生振動時，機械振動的慣性等當晶片產(chǎn)生振動時，機械振動的慣性等效為電感效為電感Lq，其值為幾，其值為幾mH幾十幾十H。 晶片的彈性等效為電容晶片

35、的彈性等效為電容Cq，為，為0.010.1pF，因此，因此Cq C0 。 晶片的摩擦損耗等效為電阻晶片的摩擦損耗等效為電阻rq，約為，約為100，理想情況下，理想情況下rq=0。 當?shù)刃щ娐分械漠數(shù)刃щ娐分械腖q、Cq、rq支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振時，該支路呈純阻性，其時，該支路呈純阻性，其串聯(lián)串聯(lián)諧振頻率諧振頻率qqsCLf21并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率0qs0q0qqp121CCfCCCCLf C0 rq Cq Lq b a 由于由于CqCq, 它的接入系數(shù)它的接入系數(shù)p Cq /C0很小，大大減小了加到晶體兩端的外很小，大大減小了加到晶體兩端的外部電路元件對晶體的影響。部電路元件對

36、晶體的影響。 C0 rq Cq Lq b a 4. 石英晶體濾波器的應用石英晶體濾波器的應用 工作于串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振之工作于串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振之間的狹長感性區(qū)，電感是頻率的函間的狹長感性區(qū)，電感是頻率的函數(shù)，且隨頻率增加而劇烈增加，從數(shù)，且隨頻率增加而劇烈增加，從而遏制頻率的進一步增加。而遏制頻率的進一步增加。 O X容性容性 容性容性 感感性性 sfpf4作電感用作電感用它具有很高的它具有很高的Q值。值。4工作于串聯(lián)諧振狀態(tài)工作于串聯(lián)諧振狀態(tài) C0 rq Cq Lq b a End C0 (a) (b) Cq Lq rq C0 Cq1 Lq1 rq1 Cq3 Lq3 rq3 Cq5 Lq5

37、 rq5 Cqk Lqk rqk (c) 石英晶體諧振器(a) 符號 (b) 基頻等效電路 (c) 完整等效電路 除了以上基頻振動模式外，石英片的振動還會產(chǎn)生除了以上基頻振動模式外，石英片的振動還會產(chǎn)生奇次奇次（2n-1）諧波的泛音振動）諧波的泛音振動。基頻振動模式時，產(chǎn)生奇次諧波諧基頻振動模式時，產(chǎn)生奇次諧波諧振的支路因阻抗較高可忽略。振的支路因阻抗較高可忽略。4奇次諧波的泛音振動奇次諧波的泛音振動4. 石英晶體濾波器的應用石英晶體濾波器的應用4. 石英晶體濾波器的應用石英晶體濾波器的應用4. 石英晶體濾波器的應用石英晶體濾波器的應用4. 石英晶體濾波器的應用石英晶體濾波器的應用 利用某些陶

38、瓷材料的壓電效應構利用某些陶瓷材料的壓電效應構成的濾波器，稱為陶瓷濾波器。它的成的濾波器，稱為陶瓷濾波器。它的等效品質(zhì)因數(shù)等效品質(zhì)因數(shù)為幾百，比為幾百，比LC濾波濾波器高，但遠比石英晶體濾波器低。器高，但遠比石英晶體濾波器低。 因此作濾波器時，通帶沒有石英因此作濾波器時，通帶沒有石英晶體那樣窄，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似的波器差。它具有與石英晶體相類似的壓電效應，因此陶瓷諧振器的等效電壓電效應，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。 電路組成原則：電路組成原則：中心頻率是串臂的串聯(lián)諧振頻率和并臂的中心頻率是串臂的串

39、聯(lián)諧振頻率和并臂的并聯(lián)諧振頻率，截止頻率分別對應串臂的并聯(lián)諧振頻率和并臂并聯(lián)諧振頻率，截止頻率分別對應串臂的并聯(lián)諧振頻率和并臂的串聯(lián)諧振頻率。的串聯(lián)諧振頻率。 諧振子數(shù)目愈多，濾波器的帶外衰減性能愈強。諧振子數(shù)目愈多，濾波器的帶外衰減性能愈強。End)(200bafdfv 表面聲波濾波器具有表面聲波濾波器具有體積小、重量輕、中心頻率體積小、重量輕、中心頻率可做得很高、相對頻帶較寬、矩形系數(shù)接近于可做得很高、相對頻帶較寬、矩形系數(shù)接近于等特等特點，并且它可以采用與集成電路工藝相同的平面加工點，并且它可以采用與集成電路工藝相同的平面加工工藝，制造簡單、成本低、重復性和設計靈活性高，工藝，制造簡單、

40、成本低、重復性和設計靈活性高，可大量生產(chǎn)，所以是一種很有發(fā)展前途的濾波器?？纱罅可a(chǎn)，所以是一種很有發(fā)展前途的濾波器。預加重矩陣合成平衡調(diào)制1 / 2分頻38KHz振蕩預加重電平調(diào)整帶 通濾波器相位補償PPBAPPBAPPBAPPBAPPBAPPBA2222ej9002222ej00ej90022ej0022ej90022ej90022ej180022ej0022ej18002222ej900ej9002ej900 1234定向耦合器定向耦合器帶通濾波器四合成四合成四合成四合成二合成四分配四分配四分配四分配二分配主備切換主激勵器備激勵器VVAAPA1PA4PA29PA32微處理控制和顯示單元風

41、冷開關電源開關電源116PA1PA32電源分配ABCORS-485RF出10KW UHF 電視發(fā)射機方框圖電視發(fā)射機方框圖32V5定向耦合器定向耦合器帶通濾波器四合成四合成四合成四分配四分配四分配主備切換主激勵器備激勵器VVAA微處理控制和顯示單元風冷開關電源開關電源18PA1PA16電源分配ABCORS-4855KW UHF 電視發(fā)射機方框圖電視發(fā)射機方框圖PA1PA16RF出32V6定向耦合器定向耦合器帶通濾波器四合成四合成二合成四分配四分配二分配主備切換主激勵器備激勵器VVAA微處理控制和顯示單元風冷開關電源開關電源14PA1PA8電源分配ABCORS-4853KW UHF 電視發(fā)射機方

42、框圖電視發(fā)射機方框圖PA1PA8RF出32V7定向耦合器定向耦合器帶外陷波器三合成三分配主備切換主激勵器備激勵器VVAA微處理控制和顯示單元風冷開關電源開關電源13PA1PA3電源分配ABCORS-4851KW UHF 電視發(fā)射機方框圖電視發(fā)射機方框圖PA1PA3RF出32V8定向耦合器定向耦合器帶通濾波器十二合成二合成二分配主備切換主激勵器備激勵器VVAA微處理控制和顯示單元風冷開關電源開關電源115PA1PA24電源分配ABCORS-48510KW VHF- 電視發(fā)射機方框圖電視發(fā)射機方框圖PA1PA24RF出50V十二分配十二分配十二合成PA12PA139定向耦合器定向耦合器帶通濾波器八

43、合成二合成二分配主備切換主激勵器備激勵器VVAA微處理控制和顯示單元風冷開關電源開關電源112PA1PA16電源分配ABCORS-48510KW VHF- 電視發(fā)射機方框圖電視發(fā)射機方框圖PA1PA16RF出50V八分配八分配八合成PA8PA910定向耦合器定向耦合器帶通濾波器十二合成主備切換主激勵器備激勵器VVAA微處理控制和顯示單元風冷開關電源開關電源17PA1PA12電源分配ABCORS-4855KW VHF- 電視發(fā)射機方框圖電視發(fā)射機方框圖PA1RF出50V十二分配PA1211定向耦合器定向耦合器帶通濾波器八合成主備切換主激勵器備激勵器VVAA微處理控制和顯示單元風冷開關電源開關電源17PA1PA8電源分配ABCORS-4855KW