第二章——基礎(chǔ)知識(shí)

1、SEIT of HIT5 5、研究電子線路的高頻特性、研究電子線路的高頻特性 電子線路中包括無(wú)源器件、有源器件、諧振網(wǎng)絡(luò)。電子線路中包括無(wú)源器件、有源器件、諧振網(wǎng)絡(luò)。3 3、發(fā)射設(shè)備、發(fā)射設(shè)備調(diào)制的目的調(diào)制的目的 遠(yuǎn)距離傳播、信道復(fù)用、抗干擾。遠(yuǎn)距離傳播、信道復(fù)用、抗干擾。4 4、接收機(jī)、接收機(jī)采用超外差方式采用超外差方式1 1、本門課研究對(duì)象、本門課研究對(duì)象 適合遠(yuǎn)距離傳播的調(diào)制的通信系統(tǒng)。適合遠(yuǎn)距離傳播的調(diào)制的通信系統(tǒng)。 AM:fI=465kHz FM:fI=10.7MHz 圖像圖像fI=38MHz。2 2、通信系統(tǒng)的組成、通信系統(tǒng)的組成SEIT of HITSEIT of HITSEIT

2、 of HITsI.RsLCSEIT of HIT 2 高頻電路中的無(wú)源器件高頻電路中的無(wú)源器件 3 高頻電路中的有源器件高頻電路中的有源器件 4 高頻電路中的諧振網(wǎng)絡(luò)高頻電路中的諧振網(wǎng)絡(luò) 1. 串并聯(lián)轉(zhuǎn)換以及抽頭變換串并聯(lián)轉(zhuǎn)換以及抽頭變換SEIT of HIT為分析電路方便，常需把串聯(lián)為分析電路方便，常需把串聯(lián)電路變換為并聯(lián)電路。其中：電路變換為并聯(lián)電路。其中：X1 為電抗元件（純電感或純電容）為電抗元件（純電感或純電容）r1 為與為與X1串聯(lián)的外接電阻串聯(lián)的外接電阻X2 為轉(zhuǎn)換后的電抗元件為轉(zhuǎn)換后的電抗元件R2 為轉(zhuǎn)換后的電阻為轉(zhuǎn)換后的電阻等效互換的原則：等效互換的原則：SEIT of H

3、IT221122()RjXrjXRjX22222222222222XRXRjXRXR 品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q：無(wú)功功率無(wú)功功率與與有功功率有功功率之比之比SEIT of HIT22121RQ rXX結(jié)結(jié)果果表表明明：SEIT of HITC1C2RLC1C2RL123C1C2rLs132C13SEIT of HITRLN1N2M+u1- -+u2- -CRL初、次級(jí)電感線圈的圈數(shù)為初、次級(jí)電感線圈的圈數(shù)為N1、N2，且全，且全耦合耦合(k=1)，線圈損耗忽略不計(jì)，則，線圈損耗忽略不計(jì)，則等效到初級(jí)回路的電阻等效到初級(jí)回路的電阻RL上消耗的功率應(yīng)上消耗的功率應(yīng)和次級(jí)負(fù)載和次級(jí)負(fù)載RL上消耗功率相等上

4、消耗功率相等，即即 或或L22L21RuRu 2221LLuuRR 變壓器初次級(jí)電壓比變壓器初次級(jí)電壓比u1u2等于相應(yīng)圈數(shù)比等于相應(yīng)圈數(shù)比N1N2，故有，故有 L221LR)NN(R 可通過(guò)改變可通過(guò)改變 N1/N2的值來(lái)調(diào)整的值來(lái)調(diào)整RL的大小。的大小。 SEIT of HIT二、自耦變壓器耦合連接二、自耦變壓器耦合連接RsCN1N2RLLsI.123U2RsLCRLsI.13在不考慮自耦變壓器的損耗前提下，在不考慮自耦變壓器的損耗前提下，從從1、3兩端看過(guò)去阻抗兩端看過(guò)去阻抗R上所得到的功率上所得到的功率P1與與2，3端端RL所得到的功率所得到的功率P2相等相等，設(shè)，設(shè)13端的電壓為端的

5、電壓為U1，23端的電壓為端的電壓為U2。SEIT of HIT可以寫出可以寫出222211PRURUPLL2212212221 NNUUUURR LLLLRNNR221 121NN LLRR 引入接入系數(shù)，以引入接入系數(shù)，以p表示：表示：12NNp 它表示在總?cè)?shù)它表示在總?cè)?shù)N1中接入中接入N2所占比例。所以所占比例。所以P在在01之間，之間，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)P的大小可以改變折合電阻的數(shù)值。的大小可以改變折合電阻的數(shù)值。P越小，越小，RL與回路與回路的接入部分越少，對(duì)回路影響越小，的接入部分越少，對(duì)回路影響越小，RL就越大。就越大。LLRPR21LLgPg2或或RsCN1N2RLLsI.123U2

6、SEIT of HIT三、雙電容抽頭耦合連接三、雙電容抽頭耦合連接負(fù)載電阻負(fù)載電阻RL接在電容的抽頭部分接在電容的抽頭部分2 3端，同樣可以把端，同樣可以把RL等效折合等效折合到到1 3端。端。RL的折合公式為的折合公式為上式可以用功率相等的方法證明，也可以用串、并聯(lián)等效代換公上式可以用功率相等的方法證明，也可以用串、并聯(lián)等效代換公式導(dǎo)出。它避免了繞制變壓器和線圈抽頭的麻煩，調(diào)整方便，得式導(dǎo)出。它避免了繞制變壓器和線圈抽頭的麻煩，調(diào)整方便，得到廣泛應(yīng)用。到廣泛應(yīng)用。LLRCCCR2121sI.RsLC1C2RLC1C2rLsC1C2RL123132CSEIT of HIT四、雙電感抽頭耦合連接

7、四、雙電感抽頭耦合連接這里這里L(fēng)1與與L2是沒(méi)有耦合的，它們各自屏蔽起來(lái)，串連組成回路電感，若將是沒(méi)有耦合的，它們各自屏蔽起來(lái)，串連組成回路電感，若將RL折折合到合到13端可得端可得由于，由于， 則，其接入系數(shù)為則，其接入系數(shù)為 因該電路電感需要采用屏蔽措施，故起應(yīng)用不如前面幾種廣泛。因該電路電感需要采用屏蔽措施，故起應(yīng)用不如前面幾種廣泛。LLRLLLR22211221LLL212LLLpsI.RsLL1L2RLsI.RsCLRL13213SEIT of HIT當(dāng)外接負(fù)載不為純阻，還包含電抗部分時(shí)，上述等效關(guān)系當(dāng)外接負(fù)載不為純阻，還包含電抗部分時(shí)，上述等效關(guān)系仍然成立仍然成立例如例如由上式可知

8、，電阻折合由上式可知，電阻折合變大，而電容折合變小變大，而電容折合變小(實(shí)際容抗變大實(shí)際容抗變大)。從電。從電位低端向高端折合的一位低端向高端折合的一般規(guī)律式阻抗變大。般規(guī)律式阻抗變大。LLRPR21LLCPC2CRLCLCLRLCLSEIT of HIT等效折合的方法也完全適用于信號(hào)源等效折合的方法也完全適用于信號(hào)源ssRpR21.ssIpI sI.sI.LCRsLCRs轉(zhuǎn)換后的圈數(shù)（容抗）轉(zhuǎn)換前的圈數(shù)（容抗）p條件：條件：回路處于諧回路處于諧振或失諧不大，且振或失諧不大，且為較理想信號(hào)源時(shí)，為較理想信號(hào)源時(shí)，有有LLLLCpCgpg22LLLLXpXRpR2211ssssUpUpII1SE

9、IT of HIT信號(hào)源與負(fù)載可以分別采用部分接入形式，下圖就是接收機(jī)中信號(hào)源與負(fù)載可以分別采用部分接入形式，下圖就是接收機(jī)中常用的連接形式。圖中，信號(hào)源以自耦合變壓器形式接入，接常用的連接形式。圖中，信號(hào)源以自耦合變壓器形式接入，接入系數(shù)為入系數(shù)為p1；負(fù)載以變壓器的形式接入，接入系數(shù)為；負(fù)載以變壓器的形式接入，接入系數(shù)為p2。sI.RlRsCRPLP1P2SEIT of HIT 高頻電路使用的元器件與低頻電路基本相同，但是高頻電路中高頻電路使用的元器件與低頻電路基本相同，但是高頻電路中 使用的是元器件的使用的是元器件的高頻特性高頻特性。（電容的影響）。（電容的影響）無(wú)源元件無(wú)源元件(2)

10、電阻（器）、電容（器）和電感（器）電阻（器）、電容（器）和電感（器） -都屬于無(wú)源的都屬于無(wú)源的線性元件線性元件有源器件有源器件(3) 二極管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成電路二極管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成電路 -完成信號(hào)的完成信號(hào)的放大、非線性變換放大、非線性變換等等無(wú)源網(wǎng)絡(luò)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)(4) 串聯(lián)諧振回路、并聯(lián)諧振回路、耦合諧振回串聯(lián)諧振回路、并聯(lián)諧振回路、耦合諧振回路路 -放大選頻、諧振自激震蕩、變頻、調(diào)制、解調(diào)放大選頻、諧振自激震蕩、變頻、調(diào)制、解調(diào)SEIT of HIT低頻段低頻段：表現(xiàn)為表現(xiàn)為 電阻特性電阻特性高頻段：高頻段：表現(xiàn)為表現(xiàn)為 電阻特性電阻特性+電抗特性（高頻特性）電抗特性（高頻

11、特性）2.1 電阻器電阻器無(wú)源、無(wú)記憶元件、耗能元件無(wú)源、無(wú)記憶元件、耗能元件LRCRR電阻的高頻等效電路電阻的高頻等效電路 CR：分布電容：分布電容LR：引線電感：引線電感R： 為電阻為電阻 注意：電阻在高頻范圍內(nèi)損耗很小，因而被認(rèn)為是理想元件，注意：電阻在高頻范圍內(nèi)損耗很小，因而被認(rèn)為是理想元件， 不考慮其損耗的影響。不考慮其損耗的影響。SEIT of HIT2.2 電感器電感器無(wú)源、記憶元件、儲(chǔ)能元件無(wú)源、記憶元件、儲(chǔ)能元件高頻段高頻段：電感：電感L+損耗電阻損耗電阻r0+分布電容。分布電容。長(zhǎng)、中、短波頻段長(zhǎng)、中、短波頻段：通常忽略分布電容的影響。：通常忽略分布電容的影響。集膚效應(yīng)影響

12、：集膚效應(yīng)影響：隨著工作頻率的增高，流過(guò)導(dǎo)線的交流電流隨著工作頻率的增高，流過(guò)導(dǎo)線的交流電流向?qū)Ь€表面集中向?qū)Ь€表面集中-導(dǎo)電的有效面積為導(dǎo)線圓環(huán)面積導(dǎo)電的有效面積為導(dǎo)線圓環(huán)面積 減小減小-電阻增大電阻增大-損耗增大。損耗增大。r0L電感線圈的串聯(lián)等效電路電感線圈的串聯(lián)等效電路SEIT of HIT線圈的線圈的品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q：表示線圈的損耗性能。：表示線圈的損耗性能。 定義為定義為無(wú)功功率無(wú)功功率與與有功功率有功功率之比之比設(shè)流過(guò)電感線圈的電流為設(shè)流過(guò)電感線圈的電流為I，則電感，則電感L上的無(wú)功功率為上的無(wú)功功率為I2L，而，而損耗功率，即電阻損耗功率，即電阻r0的消耗功率為的消耗功率為I

13、2r0，電感的品質(zhì)因數(shù)：，電感的品質(zhì)因數(shù)：0022rLrILIQQ值：感抗值：感抗L與損耗電阻與損耗電阻r0之比，之比，Q值越高損耗越小值越高損耗越小。 通常通常, 線圈的線圈的Q值通常在幾十值通常在幾十一二百左右。一二百左右。 可用可用Q表來(lái)測(cè)量。表來(lái)測(cè)量。SEIT of HITCrrCQ112.3 電容器電容器電容器：電容器：電容特性電容特性+損耗電阻損耗電阻+分布電感。分布電感。米波以下頻段：米波以下頻段：只考慮電容和損耗。只考慮電容和損耗。電容器的串、并聯(lián)等效電路電容器的串、并聯(lián)等效電路rCCpR品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q：表征電容器損耗的大小。表征電容器損耗的大小。 它等于它等于容抗與串聯(lián)電

14、阻之比容抗與串聯(lián)電阻之比，并聯(lián)電阻與容抗之比并聯(lián)電阻與容抗之比。RCCRQPP1無(wú)源、記憶元件、儲(chǔ)能元件無(wú)源、記憶元件、儲(chǔ)能元件SEIT of HIT另外：電容器損耗電阻的大小主要由介質(zhì)材料決定。另外：電容器損耗電阻的大小主要由介質(zhì)材料決定。Q值可達(dá)值可達(dá) 幾千到幾萬(wàn)的數(shù)量級(jí)，幾千到幾萬(wàn)的數(shù)量級(jí)，與電感線圈相比與電感線圈相比, 電容器的損耗常電容器的損耗常 常忽略不計(jì)。常忽略不計(jì)。SEIT of HITID / mAOUonUD / V從原理上看：高頻電路的有源器件，與用于低頻或其他電子線路從原理上看：高頻電路的有源器件，與用于低頻或其他電子線路的器件沒(méi)有根本不同。的器件沒(méi)有根本不同。高頻電路

15、中用途：高頻電路中用途：（1）用于檢波、調(diào)制、解調(diào)及混頻等非線性變用于檢波、調(diào)制、解調(diào)及混頻等非線性變換電路中，工作在低電平，都是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電機(jī)理，極間換電路中，工作在低電平，都是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電機(jī)理，極間電容小，工作頻率高。（電容小，工作頻率高。（2） 還有還有變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管用于振蕩器中。用于振蕩器中。3.1 二極管二極管) 1(/TUUSeII擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容Cd勢(shì)壘電容勢(shì)壘電容CbSEIT of HIT（1）做小信號(hào)放大的高頻小功率管，主要要求高增益和低噪聲；）做小信號(hào)放大的高頻小功率管，主要要求高增益和低噪聲；（2）高頻功率放大管，除了增益外要求在高頻有較大的輸出功率。）

16、高頻功率放大管，除了增益外要求在高頻有較大的輸出功率。共射接法輸入特性曲線共射接法輸入特性曲線死區(qū)死區(qū) 非線性區(qū)非線性區(qū)線性區(qū)線性區(qū)共發(fā)射極接法輸出特性曲線共發(fā)射極接法輸出特性曲線3.2 三極管三極管SEIT of HIT飽和區(qū)飽和區(qū) iC受受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)uCE的數(shù)值較小，的數(shù)值較小， 一般一般 uCE0.7 V(硅管硅管)。 此時(shí)：此時(shí)：發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏集電結(jié)正偏或反偏電壓很小或反偏電壓很小。 輸出呈低阻態(tài)，相當(dāng)于開關(guān)閉合輸出呈低阻態(tài)，相當(dāng)于開關(guān)閉合。截止區(qū)截止區(qū) iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。的曲線

17、的下方。 此時(shí)：此時(shí)：發(fā)射結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。集電結(jié)反偏。 輸出呈高阻態(tài)，輸出呈高阻態(tài)，ic=0。放大區(qū)放大區(qū)- iC平行于平行于uCE軸的區(qū)域，軸的區(qū)域， 曲線基本平行等距。曲線基本平行等距。 此時(shí)：此時(shí)：發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏 受控恒流源受控恒流源IB4IB3IB2IB1IB 0uCEIB截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)ICOiCSEIT of HITCberbbCbcrbcrbeubercegm ubeeb rcerbcreeCbeCbcrbbrbecrccbgm ubePN結(jié)特性：結(jié)特性： 反反偏偏 R大大 C小小 正偏正偏 R小小 C大大SEIT of HIT:基

18、區(qū)縱向電阻。幾十基區(qū)縱向電阻。幾十 100 bb:結(jié)電阻。結(jié)電阻。較小較小 幾十幾十幾百幾百,b e026b eeI:結(jié)電容，結(jié)電容，較大較大，100pf500pf。 b eCb c:結(jié)電容，結(jié)電容，很小很小。2pf10pfb cCmb eg U/26mvmegIce發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏:結(jié)電阻，結(jié)電阻，很大很大。100K100M:受控電流源，而受控電流源，而 ，稱為跨導(dǎo)，單位為，稱為跨導(dǎo)，單位為 S 。 :極間電阻，極間電阻，很大很大。幾十。幾十K SEIT of HIT定義：諧振回路由電感線圈和電容組成。當(dāng)外界授予一定能量，定義：諧振回路由電感線圈和電容組成。當(dāng)外界授予

19、一定能量，電路參數(shù)滿足一定關(guān)系時(shí)，電路參數(shù)滿足一定關(guān)系時(shí)，可以在回路中產(chǎn)生電壓和電流的周可以在回路中產(chǎn)生電壓和電流的周期振蕩回路期振蕩回路。若該電路在某一頻率的交變信號(hào)作用下，能在電若該電路在某一頻率的交變信號(hào)作用下，能在電抗元件上產(chǎn)生最大的電壓或流過(guò)最大的電流，即具有諧振特性，抗元件上產(chǎn)生最大的電壓或流過(guò)最大的電流，即具有諧振特性，故該電路又稱諧振回路。故該電路又稱諧振回路。分類：分類：1.串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路2.并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路3.耦合諧振回路耦合諧振回路1. 利用他的利用他的選頻特性選頻特性構(gòu)成各種構(gòu)成各種諧振放大器諧振放大器2.在在自激振蕩器自激振蕩器中充當(dāng)中充當(dāng)諧振回路諧

20、振回路3.在在調(diào)制、變頻、解調(diào)調(diào)制、變頻、解調(diào)充當(dāng)充當(dāng)選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)用途：用途：SEIT of HIT4.1 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路r：電感：電感L中的電阻中的電阻 （很小忽略）（很小忽略）C：電容：電容信號(hào)角頻率為信號(hào)角頻率為時(shí)，串聯(lián)回路阻抗為：時(shí)，串聯(lián)回路阻抗為：)1(1CLjrCjLjrsZrLC基本串聯(lián)回路電路圖基本串聯(lián)回路電路圖一、分析其一、分析其(阻抗阻抗)頻率特性頻率特性r|Zs|O0模模/2-/20O相位相位SEIT of HITrUI.0 當(dāng)當(dāng)r ； 當(dāng)當(dāng)0時(shí)，時(shí)， 回路呈回路呈感性感性，|Zs|r ； 當(dāng)當(dāng)0時(shí)，感抗與容抗相等，時(shí)，感抗與容抗相等，|Zs|最小，并為純電

21、阻最小，并為純電阻r， 我們稱此時(shí)發(fā)生了我們稱此時(shí)發(fā)生了串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振，且串聯(lián)諧振角頻率，且串聯(lián)諧振角頻率0為為:LC10XO0容性容性感感性性若在回路兩端加一激勵(lì)信號(hào)若在回路兩端加一激勵(lì)信號(hào) ，則發(fā)，則發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)因生串聯(lián)諧振時(shí)因阻抗最小阻抗最小，流過(guò)電路的流過(guò)電路的電流最大電流最大，稱為，稱為諧振電流諧振電流。 U一、分析其一、分析其(阻抗阻抗)頻率特性（續(xù)）頻率特性（續(xù)）rLCSEIT of HIT在任意頻率在任意頻率下，回路電流下，回路電流 與諧振電流與諧振電流 之比之比)(111110000.rLjrCLjZrrUZUIISS)(1100jQ22)(11000QIICrrLQ00

22、1-回路回路品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q2Q1Q1Q20|I/I0|幅頻特性曲線幅頻特性曲線品質(zhì)因數(shù)越高，諧振曲線越尖銳，回路選擇性越好。品質(zhì)因數(shù)越高，諧振曲線越尖銳，回路選擇性越好。I0I二、分析其二、分析其(電流電流)頻率特性頻率特性SEIT of HIT串聯(lián)回路中，電阻、電感、電容上的電壓值與電抗值成正比。串聯(lián)回路中，電阻、電感、電容上的電壓值與電抗值成正比。因此因此串聯(lián)諧振時(shí)電感及電容上的電壓為最大，其值為電阻上串聯(lián)諧振時(shí)電感及電容上的電壓為最大，其值為電阻上電壓值的電壓值的Q倍，也就是恒壓源的電壓值的倍，也就是恒壓源的電壓值的Q倍。倍。 三、分析其三、分析其電抗元件電壓電抗元件電壓UjQCjr

23、UCjIVUjQLjrULjIVCL0000000011所以串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振，需要采用耐壓元件。所以串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振，需要采用耐壓元件。rLCSEIT of HIT四、分析其四、分析其電抗元件能量電抗元件能量tCVCuWcmcc0222cos2121諧振時(shí)諧振時(shí)tIi00sintVtCIidtCucmc0000coscos1tLILiWL02202sin21212021LIWWWLc202222221212121LIVCrLCVCQCVWsmsmcmcmtLICuWcc02202cos2121W是不隨時(shí)間變化的常數(shù)。說(shuō)明回路中儲(chǔ)存的能量是不變的，只是不隨時(shí)間變化的常數(shù)。說(shuō)明回路中儲(chǔ)

24、存的能量是不變的，只是在線圈與電容器之間相互轉(zhuǎn)換。電抗元件不消耗外加電動(dòng)勢(shì)的是在線圈與電容器之間相互轉(zhuǎn)換。電抗元件不消耗外加電動(dòng)勢(shì)的能量，外加電動(dòng)勢(shì)只提供回路電阻所消耗的能量，以維持回路的能量，外加電動(dòng)勢(shì)只提供回路電阻所消耗的能量，以維持回路的高幅振蕩。高幅振蕩。SEIT of HIT四、分析其四、分析其電抗元件能量（續(xù)）電抗元件能量（續(xù)）諧振時(shí)，電阻諧振時(shí)，電阻r上消耗的平均功率為上消耗的平均功率為2021rIP 每周耗能回路儲(chǔ)能2Q020121frIPTWrQrLfrILIWWWrLc212112121002020每一周期時(shí)間內(nèi)消耗在電阻上的能量為：每一周期時(shí)間內(nèi)消耗在電阻上的能量為：SE

25、IT of HIT實(shí)際上，外加的頻率實(shí)際上，外加的頻率與回路諧振頻率與回路諧振頻率0之差之差=-0表示頻表示頻率率偏離諧振頻率偏離諧振頻率0的程度，稱為的程度，稱為失諧失諧。當(dāng)當(dāng)與與0很接近時(shí)：很接近時(shí)：0000000022202五、分析其五、分析其通頻帶通頻帶為為廣義失諧量廣義失諧量，則：，則：0022ffQQjII110令令)(11000jQIISEIT of HIT2110IIQffB07 . 02當(dāng)保持外加信號(hào)的當(dāng)保持外加信號(hào)的幅值不變幅值不變而而改變其頻率改變其頻率時(shí)，將回路電流值下時(shí)，將回路電流值下降為諧振值的降為諧振值的 時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱回路的時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱回路的通頻帶

26、通頻帶，亦，亦稱稱回路帶寬回路帶寬，用，用 B 表示。表示。 幅頻特性：幅頻特性：211207 . 0ffQ21五、分析其五、分析其通頻帶（續(xù)通頻帶（續(xù)1）arctgQarctg02相頻特性：相頻特性：令上式等于令上式等于 ，則可以推得，則可以推得=1，從而可得帶寬：，從而可得帶寬：SEIT of HIT在諧振時(shí)回路中的電流、電壓關(guān)系如圖所示。在諧振時(shí)回路中的電流、電壓關(guān)系如圖所示。 圖中圖中 與與 同相，同相， 和和 反相。反相。 CU0ILUULUCU0IU/2-/20O相頻特性曲線相頻特性曲線電流相頻特性曲線和阻抗的相頻特性相反電流相頻特性曲線和阻抗的相頻特性相反Q2Q1Q20|I/I0

27、|幅頻特性曲線幅頻特性曲線0IU五、分析其五、分析其通頻帶（續(xù)通頻帶（續(xù)2）arctgQarctg02SEIT of HIT00QrLQ 通常把沒(méi)有接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)回路本身的通常把沒(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值值叫做無(wú)載叫做無(wú)載Q（空載（空載Q值）值）把接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的把接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的Q值叫做有載值叫做有載Q值，用值，用QL表示：表示：其中其中r為回路本身的損耗，為回路本身的損耗，Rs為信號(hào)源內(nèi)阻，為信號(hào)源內(nèi)阻，RL為負(fù)載。為負(fù)載。LsLRRrLQ0六、六、信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)串聯(lián)諧振回路的影響對(duì)串聯(lián)諧振回路的影響結(jié)論：結(jié)論：QLQ，

28、串聯(lián)諧振回路通常適用于信號(hào)源內(nèi)阻，串聯(lián)諧振回路通常適用于信號(hào)源內(nèi)阻Rs很?。ê銐汉苄。ê銐涸矗┖拓?fù)載電阻源）和負(fù)載電阻RL也不大的情況。也不大的情況。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，基本可在高頻電子線路中，信號(hào)源多為工作于放大區(qū)的有源器件，基本可看成恒流源，看成恒流源，怎么辦？怎么辦？SEIT of HITLC10串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路諧振時(shí)諧振時(shí)的特征：的特征： 諧振頻率：諧振頻率： 回路呈純電阻性，所以回路呈純電阻性，所以輸出電流輸出電流 和輸入電壓和輸入電壓 相位相同。相位相同。0IU 電容和電感中電壓最大，且電容和電感中電壓最大，且相等相等（輸入電壓的（輸入電壓的

29、Q倍）；倍）； 輸出電流輸出電流 最大。最大。 回路帶寬：回路帶寬：QffB07 . 020I七、串聯(lián)諧振回路七、串聯(lián)諧振回路總結(jié)總結(jié) 適合恒壓源情況適合恒壓源情況SEIT of HIT4.2 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路CLrsI.-應(yīng)用最廣應(yīng)用最廣其結(jié)構(gòu)：電感線圈、電容、外加信號(hào)源相其結(jié)構(gòu)：電感線圈、電容、外加信號(hào)源相互并聯(lián)的振蕩回路?；ゲ⒙?lián)的振蕩回路。如右圖所示，其中由于外加信號(hào)源內(nèi)阻很如右圖所示，其中由于外加信號(hào)源內(nèi)阻很大，為了分析方便，采用恒流源。大，為了分析方便，采用恒流源。對(duì)于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載比較大時(shí)，宜采用對(duì)于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載比較大時(shí)，宜采用并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路SEIT of

30、HIT4.2 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路諧振條件諧振條件jbgLrLCjLrrCjLjry 1222222CLrsI.222Lrrg222LrLCb電導(dǎo)和電納電導(dǎo)和電納電納部分電納部分b0時(shí)產(chǎn)生時(shí)產(chǎn)生并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振；并聯(lián)諧振頻率為并聯(lián)諧振頻率為0 0。一、分析其一、分析其（阻抗）頻率特性（阻抗）頻率特性SEIT of HIT220200LrLC2202LrCL2120)1 (1LCrLC 10LCCLr2當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) IjQIjQIssrL 1在諧振時(shí)：在諧振時(shí)：電感支路電感支路的電流在數(shù)值上比電流源的的電流在數(shù)值上比電流源的電流約大倍，相位滯后接近電流約大倍，相位滯后接近/2/2 ；電容支路電

31、容支路的電流在數(shù)值上比電流源電的電流在數(shù)值上比電流源電流大倍，但相位超前流大倍，但相位超前/2/2 。UcIsIrLI二、分析其二、分析其電抗上的電流（續(xù)）電抗上的電流（續(xù)）SEIT of HIT代換電路：代換電路：為了分析問(wèn)題方便，常將并聯(lián)諧振電路由左圖變向右圖。為了分析問(wèn)題方便，常將并聯(lián)諧振電路由左圖變向右圖。2222LrLCjLrrYLCjLCrLCjLrY112CLRCLr當(dāng)當(dāng)r遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于L時(shí)，時(shí)，(接近接近 0 )可見：在諧振情況下，和不變，只是令可見：在諧振情況下，和不變，只是令 即可。即可。LCrRgp1So：CLgrpSEIT of HIT（電壓）頻率特性：就是回路端電壓

32、（電壓）頻率特性：就是回路端電壓 與頻率的關(guān)系。與頻率的關(guān)系。UjpsUe jgIULC1 gL1Carctg(f)2gL1C1gsI2L1C2gsIU(f)ppppLCgp幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性三、分析其三、分析其（電壓）頻率特性（電壓）頻率特性SEIT of HIT gL1C-11 gI1L1CgIUU(f)N(f)2s22s0pppUOf0U0f將幅頻特性歸一化：將幅頻特性歸一化：三、分析其三、分析其（電壓）頻率特性（電壓）頻率特性SEIT of HIT 考慮：考慮： 和和 ，上式中：，上式中：LC10LgQp01QffffQ QLCLggLCpp0000000 11ffff0

33、02211)(QfN式中式中 稱為稱為相相對(duì)失諧對(duì)失諧，于是于是三、分析其三、分析其（電壓）頻率特性（電壓）頻率特性SEIT of HIT由右圖可見：回路由右圖可見：回路Q值越高，曲值越高，曲線越尖銳，選擇性越好。線越尖銳，選擇性越好。 00000202002ffffffffffffffffQ2Q1Q1Q20N( f )當(dāng)失諧不大時(shí)，即離開諧振頻率不太當(dāng)失諧不大時(shí)，即離開諧振頻率不太遠(yuǎn)時(shí)，遠(yuǎn)時(shí)，f + f02f0 ，于是，于是相對(duì)失諧相對(duì)失諧：式中：式中：f = f - f0是相對(duì)于諧振頻率是相對(duì)于諧振頻率 f0的失諧量。的失諧量。202211ffQN(f)三、分析其三、分析其（電壓）頻率特性

34、（電壓）頻率特性SEIT of HIT當(dāng)當(dāng) 0( 即即 f 0，電壓電壓 超前電流超前電流 ,回路呈感性回路呈感性；當(dāng)當(dāng) 0( 即即 f f0 )時(shí)，時(shí)，(f)0，電壓電壓 滯后電流滯后電流 ,回路呈容性回路呈容性；當(dāng)當(dāng)= 0( 即即 f = f0 )時(shí)，時(shí)，(f)=0，電壓電壓 同相電流同相電流 ,回路呈純電阻回路呈純電阻。arctgQgCarctg(f)L1UsIUsI相頻特性可簡(jiǎn)化為：相頻特性可簡(jiǎn)化為：/ 2/ 20UsI看出：看出： Q越高，在越高，在f0附近，附近， 相位頻率特性越陡。相位頻率特性越陡。三、分析其三、分析其（電壓）頻率特性（電壓）頻率特性SEIT of HIT考慮到信

35、號(hào)源內(nèi)阻考慮到信號(hào)源內(nèi)阻( )和負(fù)載和負(fù)載( )對(duì)并聯(lián)諧振回對(duì)并聯(lián)諧振回路的影響，電路如圖。路的影響，電路如圖。并聯(lián)回路與信號(hào)源和負(fù)載連接并聯(lián)回路與信號(hào)源和負(fù)載連接諧振回路總電導(dǎo)為：諧振回路總電導(dǎo)為：LspgggggsCLgpgLsI.ssgR1LLgR1現(xiàn)設(shè)：現(xiàn)設(shè)：無(wú)載無(wú)載Q值為值為Q0 ( 沒(méi)有接入負(fù)載和電流內(nèi)阻的沒(méi)有接入負(fù)載和電流內(nèi)阻的Q值值 ) 有載有載Q值為值為QL( -接入負(fù)載和電流內(nèi)阻的接入負(fù)載和電流內(nèi)阻的Q值值 )ppLgLRQ0010)(1100LspLgggLLgQpLpsopLpspLspLggggQggggLggggLQ1)1 (1)(100結(jié)論結(jié)論: 回路并聯(lián)接入的回

36、路并聯(lián)接入的gs和和gL越大越大(即即Rs和和RL越小越小)，則，則QL較較Q0下降就越多下降就越多 , 也就是信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的旁路作用越也就是信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的旁路作用越嚴(yán)重。并聯(lián)諧振回路適合恒流源。嚴(yán)重。并聯(lián)諧振回路適合恒流源。四、信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)并聯(lián)諧振回路的影響四、信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)并聯(lián)諧振回路的影響SEIT of HIT負(fù)載電路和信號(hào)源內(nèi)阻小時(shí)，應(yīng)采用負(fù)載電路和信號(hào)源內(nèi)阻小時(shí)，應(yīng)采用串聯(lián)串聯(lián)方式。方式。負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻不大不小時(shí)，應(yīng)采用負(fù)載電阻和信號(hào)源內(nèi)阻不大不小時(shí)，應(yīng)采用部分接入部分接入方式方式（抽頭抽頭），以降低信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路的影響），以降低信號(hào)源

37、內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路的影響。五、串并聯(lián)總結(jié)五、串并聯(lián)總結(jié)負(fù)載電路和信號(hào)源內(nèi)阻大時(shí)，應(yīng)采用負(fù)載電路和信號(hào)源內(nèi)阻大時(shí)，應(yīng)采用并聯(lián)并聯(lián)方式。方式。SEIT of HIT電路如下圖。給定參數(shù)為電路如下圖。給定參數(shù)為f0=30MHz,C=20pF,線圈線圈L13的的Q0=60,N12=6,N23=4,N45=3,R=10k,Rg=2.5k,RL=830,Cg=9pF,CL=12pF。求求L13、QL。例題例題SEIT of HIT單振蕩回路具有單振蕩回路具有頻率選擇性頻率選擇性和和阻抗變換阻抗變換的作用。的作用。但是：但是：1. 選頻特性不夠理想；選頻特性不夠理想；2. 阻抗變換不靈活、不方便。阻抗變換不靈

38、活、不方便。為了使網(wǎng)絡(luò)具有矩形選頻特性，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，需或者完成阻抗變換的需要，需要采用要采用耦合振蕩耦合振蕩回路回路。耦合回路：由兩個(gè)或者兩個(gè)耦合回路：由兩個(gè)或者兩個(gè)以上的單振蕩回路通過(guò)各種以上的單振蕩回路通過(guò)各種不同的耦合方式組成。不同的耦合方式組成。單諧振回路單諧振回路矩形選頻特性矩形選頻特性f0fSEIT of HIT常用的兩種耦合回路常用的兩種耦合回路耦合回路的特性和功能與兩個(gè)回路的耦合程度有關(guān)。耦合回路的特性和功能與兩個(gè)回路的耦合程度有關(guān)。按耦合參量的大?。喊瘩詈蠀⒘康拇笮。簭?qiáng)耦合強(qiáng)耦合、弱耦合弱耦合、臨界耦合臨界耦合電感耦合回路電感耦合回路電

39、容耦合回路電容耦合回路+ L1 R2 L2 M C2 1V R1 C1 IsG1L1C1C2L2G2CM+-回路間耦合程度的強(qiáng)弱，用回路間耦合程度的強(qiáng)弱，用“耦合系數(shù)耦合系數(shù)” k 表示。表示。SEIT of HIT對(duì)對(duì)電容耦合回路電容耦合回路：)(M2M1MCCCCCk一般一般C1 = C2 = C：MMCCCk通常通常 CM 0)時(shí)，則時(shí)，則Xf1呈容呈容(Xf10)；反之，當(dāng)；反之，當(dāng)X22呈容性呈容性(X220)。 1 1）反射電阻永遠(yuǎn)是正值反射電阻永遠(yuǎn)是正值。這是因?yàn)?，無(wú)論是初級(jí)回路反射這是因?yàn)?，無(wú)論是初級(jí)回路反射到次級(jí)回路，還是從次級(jí)回路反射到初級(jí)回路，反射電阻總到次級(jí)回路，還是從

40、次級(jí)回路反射到初級(jí)回路，反射電阻總是代表一定能量的損耗。是代表一定能量的損耗。 3）反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（ M）2成正比成正比。當(dāng)互感量。當(dāng)互感量M=0時(shí)，反射阻抗也等于零。這就是單回時(shí)，反射阻抗也等于零。這就是單回路的情況。路的情況。 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）時(shí)，反射阻抗為純阻。其作用相當(dāng)于在初級(jí)回路中增其作用相當(dāng)于在初級(jí)回路中增加一電阻分量加一電阻分量 ，且反射電阻與原回路電阻成反比。，且反射電阻與原回路電阻成反比。222RM

41、)(SEIT of HIT考慮了反射阻抗后的耦合回路如下圖?？紤]了反射阻抗后的耦合回路如下圖。對(duì)于耦合諧振回路，凡是達(dá)到了初級(jí)等效電路的電抗為零，或次級(jí)等效對(duì)于耦合諧振回路，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級(jí)回路的電抗同時(shí)為零，都稱為回路達(dá)到了諧振電路的電抗為零或初級(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）映阻

42、抗）, ,所以耦合諧振回路的諧振比單諧振回路的諧振現(xiàn)象要復(fù)雜。所以耦合諧振回路的諧振比單諧振回路的諧振現(xiàn)象要復(fù)雜。根據(jù)調(diào)諧參數(shù)不同，可分為根據(jù)調(diào)諧參數(shù)不同，可分為部分諧振、復(fù)諧振、全諧振部分諧振、復(fù)諧振、全諧振三種情況。三種情況。(2) 耦合回路的調(diào)諧耦合回路的調(diào)諧 Zf2 Z22 Zf1 Z11 sV Z11=R11+jX11 Zf1= Rf1+jXf1 1I jMI1 2I SEIT of HIT1）部分諧振部分諧振：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)到級(jí)回路的電抗使初級(jí)回路達(dá)到x11 + xf1 = 0。即。即回路本身

43、的電抗回路本身的電抗 = 反射電抗反射電抗，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。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。 SEIT of

44、 HIT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x x2222 + + x xf2f2 = 0 = 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，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。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)，

45、次級(jí)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)回路電流振幅為回路電流振幅為 也達(dá)到最大值，這是相對(duì)初級(jí)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?；芈凡皇侵C振而言，但并不是回路可能達(dá)到的最大電流。2212zMIISEIT of HIT2）復(fù)諧振復(fù)諧振： 在部分諧振的條件下，再改變互感量，使反射電阻在部分諧振的條件下，再改變互感量，使反射電阻Rf1等于等于回路本身電阻回路本身電阻R11，即滿足最大功率傳輸條件，使次級(jí)回路電，即滿足最大功率傳輸條件，使次級(jí)回路電流流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)電路不達(dá)到可能達(dá)到的最大值，稱之為復(fù)諧振，這

46、時(shí)初級(jí)電路不僅發(fā)生了諧振而且達(dá)到了匹配。反映電阻僅發(fā)生了諧振而且達(dá)到了匹配。反映電阻Rf1將獲得可能得到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)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，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。容性失諧。2