收音機(jī)中頻率選擇學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1收音機(jī)中頻率收音機(jī)中頻率(pnl)選擇選擇第一頁，共52頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解了解LC并聯(lián)諧振電路在收并聯(lián)諧振電路在收音機(jī)中的作用以及收音機(jī)調(diào)臺音機(jī)中的作用以及收音機(jī)調(diào)臺的原理的原理2.掌握掌握LC并聯(lián)諧振電路的選并聯(lián)諧振電路的選頻原理頻原理3.會對會對LC并聯(lián)諧振電路進(jìn)行并聯(lián)諧振電路進(jìn)行調(diào)諧，并選出所需頻率調(diào)諧，并選出所需頻率4.能對能對LC并聯(lián)諧振電路的諧并聯(lián)諧振電路的諧振狀態(tài)和失諧振狀態(tài)和失諧(sh xi)狀態(tài)進(jìn)狀態(tài)進(jìn)行判斷行判斷 第1頁/共52頁第二頁，共52頁。1.1 1.1 收音機(jī)中的頻率收音機(jī)中的頻率(pnl)(pnl)選擇選擇輸入輸入電路電路混頻器混頻器本機(jī)本

2、機(jī)振蕩振蕩中頻中頻放大放大檢波器檢波器低頻功低頻功率放大率放大（高頻（高頻(o pn)放放大器）大器）收音機(jī)首先面臨收音機(jī)首先面臨(minlng)的是選頻問題的是選頻問題選頻電路選頻電路第2頁/共52頁第三頁，共52頁。1.1 1.1 收音機(jī)中的頻率收音機(jī)中的頻率(pnl)(pnl)選擇選擇收音機(jī)中的選頻電路收音機(jī)中的選頻電路(dinl)：LC并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振電路(dinl)選臺選頻選臺選頻第3頁/共52頁第四頁，共52頁。問題問題(wnt)導(dǎo)入：收音機(jī)是如何選臺的導(dǎo)入：收音機(jī)是如何選臺的？選臺選頻選臺選頻第4頁/共52頁第五頁，共52頁。在調(diào)幅收音機(jī)中，為了選出所需要的信號，常常要調(diào)節(jié)回

3、路電容的電容值，以改變諧振回路的固有諧振頻率，使之與所選信號的頻率相等(xingdng)，這個(gè)過程稱為調(diào)諧，收音機(jī)的調(diào)臺過程就是收音機(jī)的調(diào)臺過程就是(jish)諧振回路的調(diào)諧過程諧振回路的調(diào)諧過程。第5頁/共52頁第六頁，共52頁。 與選臺有關(guān)與選臺有關(guān)(yugun)(yugun)的電路的電路 與選臺有關(guān)與選臺有關(guān)(yugun)(yugun)的電路的電路與選臺有關(guān)與選臺有關(guān)(yugun)(yugun)的電路的電路第6頁/共52頁第七頁，共52頁。第7頁/共52頁第八頁，共52頁。天線天線(tinxin)、線圈線圈雙連電容雙連電容(dinrng)第8頁/共52頁第九頁，共52頁。一、收音機(jī)中的選

4、頻電路一、收音機(jī)中的選頻電路LC并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振(xizhn)回回路路1.21.2并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路(hul)(hul)及其特點(diǎn)及其特點(diǎn)回路回路(hul)損耗損耗第9頁/共52頁第十頁，共52頁。回路回路(hul)損耗損耗1oC rgRL問題：什么是問題：什么是并聯(lián)并聯(lián)(bnglin)諧諧振？振？第10頁/共52頁第十一頁，共52頁。二、什么二、什么(shn me)是并聯(lián)諧振是并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振(xizhn)回路的總導(dǎo)納為并聯(lián)諧振：并聯(lián)諧振： 當(dāng)并聯(lián)回路當(dāng)并聯(lián)回路(hul)總電納為總電納為0時(shí)，回路時(shí)，回路(hul)發(fā)生諧振，回路發(fā)生諧振，回路(hul)感抗與容抗相等。感抗與容抗相等。第1

5、1頁/共52頁第十二頁，共52頁。并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振(xizhn)回路的總導(dǎo)納為回路的總導(dǎo)納為1. 諧振諧振(xizhn)電導(dǎo)電導(dǎo)當(dāng)回路發(fā)生諧振時(shí)，回路感抗與容抗相等，電納當(dāng)回路發(fā)生諧振時(shí)，回路感抗與容抗相等，電納b0，總導(dǎo)納只有電導(dǎo)部分，稱為諧振電導(dǎo)，用，總導(dǎo)納只有電導(dǎo)部分，稱為諧振電導(dǎo)，用 表示，即表示，即og 與回路損耗電阻與回路損耗電阻 成正比，成正比， 越大，則越大，則 越大?？梢?，越大。可見， 也反映了回路的損耗，亦可稱為回路的損耗電導(dǎo)也反映了回路的損耗，亦可稱為回路的損耗電導(dǎo) 。ogrrogog三、并聯(lián)諧振回路三、并聯(lián)諧振回路(hul)的主要參數(shù)和特點(diǎn)的主要參數(shù)和特點(diǎn)第12頁/共5

6、2頁第十三頁，共52頁。2.并聯(lián)并聯(lián)(bnglin)諧振頻率諧振頻率012fLC 當(dāng)并聯(lián)回路當(dāng)并聯(lián)回路(hul)總電納為總電納為0時(shí)，回路時(shí)，回路(hul)發(fā)生諧振，回路發(fā)生諧振，回路(hul)感抗與容抗相等，感抗與容抗相等，LC1由此可得到由此可得到(d do)并聯(lián)諧振頻率為并聯(lián)諧振頻率為并聯(lián)諧振角頻率為并聯(lián)諧振角頻率為 單位為：單位為：Hz單位為：單位為：rad/s第13頁/共52頁第十四頁，共52頁。 1. 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路(hul)的諧振頻率是回路的諧振頻率是回路(hul)本本身固有的，也稱固有諧振頻率。它僅由回路身固有的，也稱固有諧振頻率。它僅由回路(hul)的元件參數(shù)決定，

7、而與其它因素?zé)o關(guān)。的元件參數(shù)決定，而與其它因素?zé)o關(guān)。2. 當(dāng)外加當(dāng)外加(wiji)信號的頻率與回路的并聯(lián)諧振頻率相信號的頻率與回路的并聯(lián)諧振頻率相等時(shí)，回路發(fā)生諧振。等時(shí)，回路發(fā)生諧振。3. 當(dāng)外加信號的頻率與回路的并聯(lián)當(dāng)外加信號的頻率與回路的并聯(lián)(bnglin)諧振諧振頻率不相等時(shí)，可調(diào)節(jié)頻率不相等時(shí)，可調(diào)節(jié)L或或C，使回路諧振頻率與外，使回路諧振頻率與外加信號頻率相等，使電路達(dá)到諧振，這個(gè)過程稱為加信號頻率相等，使電路達(dá)到諧振，這個(gè)過程稱為調(diào)諧。調(diào)諧。注意：注意：第14頁/共52頁第十五頁，共52頁。3.品質(zhì)品質(zhì)(pnzh)因素因素oQ當(dāng)回路諧振時(shí)，回路的感抗值（或容抗值）與回當(dāng)回路諧振時(shí)

8、，回路的感抗值（或容抗值）與回路的損耗電阻路的損耗電阻r 的比值的比值(bzh)稱為品質(zhì)因素。稱為品質(zhì)因素。品質(zhì)因素也能反映回路品質(zhì)因素也能反映回路(hul)的損耗，回路的損耗，回路(hul)的損耗越小，品質(zhì)因素越高。的損耗越小，品質(zhì)因素越高。1oCrgRL第15頁/共52頁第十六頁，共52頁。4.并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路(hul)的的特點(diǎn)特點(diǎn)(1) 并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振(xizhn)時(shí)，回路呈純電阻，且時(shí)，回路呈純電阻，且阻抗最大。阻抗最大。（2）并聯(lián)）并聯(lián)(bnglin)諧振時(shí)，回路端電壓也最諧振時(shí)，回路端電壓也最大。大。(3) 諧振時(shí)，回路感抗與容抗相等，流過回路的諧振時(shí)，回路感抗與容抗相等

9、，流過回路的電流與回路電壓同相。電流與回路電壓同相。0LRCrZ第16頁/共52頁第十七頁，共52頁。1.頻率特性頻率特性不同頻率的信號通過電路時(shí)所引起的電路不同頻率的信號通過電路時(shí)所引起的電路響應(yīng)的變化響應(yīng)的變化(binhu)，稱為頻率特性。，稱為頻率特性。幅頻特性：回路電壓振幅幅頻特性：回路電壓振幅(zhnf)隨頻率變化的關(guān)系。隨頻率變化的關(guān)系。1.31.3并聯(lián)諧振回路頻率特性及通頻帶并聯(lián)諧振回路頻率特性及通頻帶問題：頻率特性怎么表示？問題：頻率特性怎么表示？第17頁/共52頁第十八頁，共52頁。LjCjgIYIUss10.)1(1(000.LggCjgIs)(10000.jQgIs00g

10、IUs當(dāng)當(dāng) 時(shí)，回路端電壓最大，即時(shí)，回路端電壓最大，即0第18頁/共52頁第十九頁，共52頁。并聯(lián)并聯(lián)(bnglin)回路的幅頻特性曲線表達(dá)式為回路的幅頻特性曲線表達(dá)式為相頻特性曲線相頻特性曲線(qxin)表達(dá)式為表達(dá)式為00arctanoQ 200200)(11QUU第19頁/共52頁第二十頁，共52頁。00020200)(20022ff200200)(11QUU2020)2(11Q2020)2(11ffQ)2()(00000arctgQarctgQ第20頁/共52頁第二十一頁，共52頁。(a)并聯(lián)(bnglin)回路幅頻特性 (b)并聯(lián)(bnglin)回路相頻特性第21頁/共52頁第二十

11、二頁，共52頁。1.外加信號頻率與回路的固有諧振頻率相等時(shí)，獲得最大的電壓輸出外加信號頻率與回路的固有諧振頻率相等時(shí)，獲得最大的電壓輸出(shch)選頻的依據(jù)。選頻的依據(jù)。2.并聯(lián)回路具有窄帶特性并聯(lián)回路具有窄帶特性(txng)，即具有選頻和濾波作用，是最簡單的濾波電路。，即具有選頻和濾波作用，是最簡單的濾波電路。3. ff0 時(shí)，回路諧振，呈純阻時(shí)，回路諧振，呈純阻f f0 時(shí)，回路失諧，呈容性時(shí)，回路失諧，呈容性f = 8kHz對通頻帶的要求：電路通頻帶對通頻帶的要求：電路通頻帶=信號帶寬信號帶寬例題例題第28頁/共52頁第二十九頁，共52頁。一、幾種形式的部分一、幾種形式的部分(b fe

12、n)接入并聯(lián)諧振回路接入并聯(lián)諧振回路1.4 1.4 部分接入的并聯(lián)部分接入的并聯(lián)(bnglin)(bnglin)諧振回路諧振回路電感電感(din n)部分接入部分接入電容部分接入電容部分接入第29頁/共52頁第三十頁，共52頁。幾種形式的部分接入并聯(lián)幾種形式的部分接入并聯(lián)(bnglin)諧振回路諧振回路變壓器耦合變壓器耦合變壓器耦合變壓器耦合第30頁/共52頁第三十一頁，共52頁。接入系數(shù)接入系數(shù) p 定義為接入電壓定義為接入電壓(diny)1與回路兩端總電壓與回路兩端總電壓(diny)U的比值。的比值。111122kkILMULMpUILLML二、接入系數(shù)二、接入系數(shù)(xsh)p1.電感部分

13、電感部分(b fen)接入電路的接入系數(shù)接入電路的接入系數(shù) 第31頁/共52頁第三十二頁，共52頁。2.電容電容(dinrng)部分接入電路的接入系數(shù)部分接入電路的接入系數(shù) 其中其中(qzhng)，1212C CCCC為回路為回路(hul)總叫電容總叫電容 。UUp1CC1111CC1CC212CCC第32頁/共52頁第三十三頁，共52頁。這種電路這種電路(dinl)的接入系數(shù)等于線圈匝數(shù)的接入系數(shù)等于線圈匝數(shù)比，即比，即11UNpUN其中其中(qzhng)，N為初級線圈匝數(shù)，為初級線圈匝數(shù)，N1為次級線圈匝數(shù)。為次級線圈匝數(shù)。3.變壓器耦合電路變壓器耦合電路(dinl)的接入系數(shù)的接入系數(shù)

14、第33頁/共52頁第三十四頁，共52頁。電感部分接入，接入系數(shù)為部分感抗電感部分接入，接入系數(shù)為部分感抗(n kn)(n kn)比總感抗比總感抗(n kn)(n kn)電容部分接入，接入系數(shù)為部分容抗比總?cè)菘闺娙莶糠纸尤?，接入系?shù)為部分容抗比總?cè)菘棺儔浩鹘尤?，接入系?shù)為次級線圈匝數(shù)比初級匝變壓器接入，接入系數(shù)為次級線圈匝數(shù)比初級匝數(shù)。數(shù)。結(jié)論結(jié)論(ji(jiln)ln)部分部分(b fen)(b fen)接接入的優(yōu)點(diǎn)入的優(yōu)點(diǎn)不改變元件參數(shù)，只需改變結(jié)論系數(shù)，就可以改不改變元件參數(shù)，只需改變結(jié)論系數(shù)，就可以改變回路與負(fù)載的耦合程度。變回路與負(fù)載的耦合程度。問題：部分接入的并聯(lián)問題：部分接入的并聯(lián)

15、諧振電路如何分析？諧振電路如何分析？第34頁/共52頁第三十五頁，共52頁。三、負(fù)載電阻部分接入的并聯(lián)諧振(xizhn)回路負(fù)載是純電阻時(shí)，分析電路時(shí)通常負(fù)載是純電阻時(shí)，分析電路時(shí)通常(tngchng)將負(fù)載部分接入的電路折合成如圖所示的等效電路來進(jìn)行分析。電路等效的條件是負(fù)載電阻吸收的功率相等。將負(fù)載部分接入的電路折合成如圖所示的等效電路來進(jìn)行分析。電路等效的條件是負(fù)載電阻吸收的功率相等。21LLRRp/221LLRURU等效等效(dn xio)后的電阻為后的電阻為第35頁/共52頁第三十六頁，共52頁。(a)含有電抗成分(chng fn)的負(fù)載部分接入的并聯(lián)諧振回路 (b)等效電路當(dāng)負(fù)載不

16、是純電阻而是含有電抗成分時(shí)，可用同樣當(dāng)負(fù)載不是純電阻而是含有電抗成分時(shí)，可用同樣(tngyng)方法分析，如圖所示。等效后的電感電容值為方法分析，如圖所示。等效后的電感電容值為21LLLLp2LLCp C四四.負(fù)載為含有電抗負(fù)載為含有電抗(dinkng)的部分接入并聯(lián)諧振回路的部分接入并聯(lián)諧振回路第36頁/共52頁第三十七頁，共52頁。五五.電源部分接入并聯(lián)電源部分接入并聯(lián)(bnglin)諧振電路諧振電路如果如果(rgu)有恒流源或恒壓源接到部分電抗上，如圖所示。這種部分接入電路可用與負(fù)載部分接入的方法進(jìn)行等效分析，等效后的電流電壓值為有恒流源或恒壓源接到部分電抗上，如圖所示。這種部分接入電路

17、可用與負(fù)載部分接入的方法進(jìn)行等效分析，等效后的電流電壓值為ssIpI1ggUUp例題例題(lt)(lt)第37頁/共52頁第三十八頁，共52頁。1.在調(diào)幅收音機(jī)中，調(diào)臺是利用什么在調(diào)幅收音機(jī)中，調(diào)臺是利用什么(shn me)電路？電路？2.在調(diào)幅收音機(jī)中，為了在調(diào)幅收音機(jī)中，為了(wi le)選出所需要的信號，選出所需要的信號，需要調(diào)節(jié)什么元件？需要調(diào)節(jié)什么元件？3.調(diào)臺實(shí)際上是什么調(diào)臺實(shí)際上是什么(shn me)過程？過程？4.在調(diào)幅收音機(jī)的方框圖中，哪部分電路與在調(diào)幅收音機(jī)的方框圖中，哪部分電路與調(diào)臺有關(guān)？調(diào)臺有關(guān)？第38頁/共52頁第三十九頁，共52頁。1.并聯(lián)諧振(xizhn)時(shí)，回路

18、的阻抗如何？2.并聯(lián)回路的品質(zhì)因數(shù)有何意義？3.并聯(lián)諧振(xizhn)頻率與并聯(lián)諧振(xizhn)有何關(guān)系？4.什么是調(diào)諧？什么是失諧？第39頁/共52頁第四十頁，共52頁。1. 并聯(lián)回路的窄帶特性(txng)有何意義？2.并聯(lián)回路的通頻帶與回路損耗有何關(guān)系？對選頻作用有何影響？3. 當(dāng)信號頻率大于或小于回路的并聯(lián)諧振頻率時(shí)，回路呈何種電抗性質(zhì)？4.通頻帶對于信號傳輸有何意義？調(diào)幅收音機(jī)的通頻帶至少要達(dá)到多少？第40頁/共52頁第四十一頁，共52頁。1.接入系數(shù)有何意義？2.部分接入的并聯(lián)諧振電路有何作用？3.部分接入的并聯(lián)諧振電路應(yīng)如何(rh)分析？第41頁/共52頁第四十二頁，共52頁。例

19、題例題(lt(lt)一一 設(shè)收音機(jī)選頻電路(dinl)如圖所示，已知C=1000pF，L50 H，問能收到載頻為多少的電臺信號？若想收到載頻為900kHz的電臺信號，則要將電容調(diào)到多少？。f710kHzC625pF第42頁/共52頁第四十三頁，共52頁。 例題(lt)二有一個(gè)有一個(gè)RLC并聯(lián)電路，已知諧振并聯(lián)電路，已知諧振(xizhn)頻率頻率f010MHz，L=4H，Q0100，R40k，試求：，試求：（1）通頻帶）通頻帶BW；（2）若將通頻帶增加為原來的）若將通頻帶增加為原來的2倍，則并聯(lián)電阻應(yīng)為多大？倍，則并聯(lián)電阻應(yīng)為多大？BW163kHzg040sgL65sQL61.5R11k第43頁

20、/共52頁第四十四頁，共52頁。例題例題(lt)(lt)三三設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載, 信號中心頻率信號中心頻率f0=10MHz, 回路電容回路電容C=50 pF, (1) 試計(jì)算所需的線圈電感值。試計(jì)算所需的線圈電感值。 (2) 若線圈品質(zhì)因數(shù)為若線圈品質(zhì)因數(shù)為Q0=100, 試計(jì)算回路諧振電導(dǎo)試計(jì)算回路諧振電導(dǎo)g0及回路帶寬及回路帶寬BW。 (3) 若放大器所需的帶寬若放大器所需的帶寬BW=0.5 MHz, 則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足(mnz)放大器所需帶寬要求放大器所需帶寬要求? uL07. 5kHzQfB

21、1000 需要在回路上(l shng)并聯(lián)7.97 k的電阻。 g031.4s第44頁/共52頁第四十五頁，共52頁。CfCL20220)2(11將將f0以兆赫茲以兆赫茲(MHz)為單位為單位(dnwi), 以皮法以皮法(pF)為單位為單位(dnwi), L以微亨（以微亨（H）為單位）為單位(dnwi)， 上式可變?yōu)橐粚?shí)用計(jì)算公式上式可變?yōu)橐粚?shí)用計(jì)算公式:CfCfL20620225330101)21( 將將f0=fs=10 MHz代入代入, 得得uL07. 5 (2) 回路諧振電阻(dinz)和帶寬764000100 2105 07 103 18 1031 8RQL. k (1) 回路(hul

22、)電感第45頁/共52頁第四十六頁，共52頁。回路回路(hul)帶寬為帶寬為 kHzQfB1000 (3) 求滿足(mnz)0.5 MHz帶寬的并聯(lián)電阻。 設(shè)回路上并聯(lián)電阻為R1, 并聯(lián)后的總電阻為R1R0, 總的回路有載品質(zhì)因數(shù)為QL。 由帶寬公式, 有020eLefQBQ第46頁/共52頁第四十七頁，共52頁。760100101020 2105 07 106 376 377 976 37eR RQL.kRR.RR.kR. 需要(xyo)在回路上并聯(lián)7.97 k的電阻。 回路回路(hul)總電阻為總電阻為第47頁/共52頁第四十八頁，共52頁。uL07. 5kHzQfB1000 需要在回路上(l shng)并聯(lián)7.97 k的電阻。 第48頁/共52頁第四十九