第2電路和噪聲

1、123一. 串聯(lián)諧振電路4 1.定義 信號源與電容和電感串接而構(gòu)成的電路(屬于單振蕩回路, 單指的是電路中回路的個數(shù)而不是電感或電容的個數(shù))。5 2.諧振條件 電感和電容的電抗隨頻率的變化是單調(diào)的，把電感和電容同時添加到一個電路中的時候，總的電抗值和頻率之間的關(guān)系就不再是單調(diào)的了，產(chǎn)生了一個“最值”，這個最值對應(yīng)于一個特定的頻率。當(dāng)電路工作在這個特殊的“點”時，我們稱電路發(fā)生了諧振。 下面來尋找一下這個特殊的“點”：67 3.品質(zhì)因數(shù) 是串聯(lián)電路固有(電路確定了，該參數(shù)也就確定了)的一個參數(shù)，反映的是串聯(lián)電路諧振時的一種屬性，故可以在串聯(lián)電路諧振的時候方便的求出其大小。 定義：串聯(lián)電路諧振時，

2、電感或電容的電抗值與回路中總電阻值的比值(實際是反映串聯(lián)電路中儲能和耗能的關(guān)系)。84. 諧振特性 所謂“諧振特性”指串聯(lián)電路在諧振這種特殊的工作狀態(tài)中所表現(xiàn)出來的在非諧振的一般工作狀態(tài)中所不具有的性質(zhì)。 回路阻抗特性910 回路電流 達(dá)到最大值且和電壓源同相位，即 。 電感和電容上的電壓 諧振時電感上的電壓幅值是激勵電壓的Q倍,相位超前90度;諧振時電容上的電壓幅值是激勵電壓的Q倍，相位滯后90度。 11 5.諧振曲線和通頻帶 A諧振曲線：指串聯(lián)回路的響應(yīng)(回路電流)的幅值隨回路的激勵(電壓源)的頻率變化而變化的關(guān)系。 B通頻帶：串聯(lián)諧振回來中兩個半功率點間的頻帶寬度(半功率點指當(dāng)電路中 時

3、，回路的儲能減少了一半即能量是諧振時的一半)。121314 6.相頻特性曲線 指串聯(lián)諧振回路的響應(yīng)(電流)和激勵的相位差與激勵(電壓源)頻率之間的關(guān)系曲線。1516 7.信號源內(nèi)阻和負(fù)載的影響 根據(jù)有載品質(zhì)因數(shù) 的表達(dá)式可見，內(nèi)阻和負(fù)載將使諧振回路的品質(zhì)因數(shù)下降而使得選擇性變差。故串聯(lián)諧振回路中應(yīng)該選擇內(nèi)阻和負(fù)載都比較小。17公式小結(jié)： 18二.并聯(lián)諧振電路1920三.抽頭電路 抽頭電路是用來對阻抗或激勵做等效變換的(等效是指功率等效)，目的是實現(xiàn)匹配； 該電路中最關(guān)鍵的參數(shù)是“接入系數(shù)”：和外電路相連的電壓與并聯(lián)諧振回路兩端電壓的比值(外電路是相對于并聯(lián)回路而言的)； 分析抽頭電路的前提：并

4、聯(lián)諧振回路的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外部支路電流，即高Q的情況。21 結(jié)論: 電阻和電壓源由部分接入端向并聯(lián)諧振回路兩端折算后變大，而電流源則變?。浑娮璧恼鬯闶瞧椒疥P(guān)系，而激勵的折算一次方關(guān)系。 22四噪聲 1.內(nèi)部噪聲的特點(共同特征) 噪聲電壓的平均值： ，通常認(rèn)為噪聲電壓的平均值為0； 噪聲電壓的方均值( )： 該物理量表示噪聲電壓的起伏強度，具有“單位電阻上平均功率”的物理意義； 噪聲電壓的頻譜：總噪聲電壓的頻譜可以看成是眾多帶點微粒做熱運動產(chǎn)生的脈沖的頻譜疊加的結(jié)果。23 單個帶點微粒產(chǎn)生的脈沖持續(xù)時間極短( 秒)，在無線電頻率范圍內(nèi) 的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，即 。故 ，在無線電頻譜范圍內(nèi)單個帶點微粒產(chǎn)

5、生的脈沖電壓的振幅頻譜密度是常數(shù)。 由于噪聲電壓是隨機(jī)值，各個脈沖頻譜中相同的頻率分量的相位不同，即疊加噪聲電壓的振幅頻譜密度無意義；24 噪聲電壓的功率譜 將上述的振幅頻譜密度平方后可求得單個脈沖電壓在單位電阻上的功率譜，而功率譜表示的是能量，能量和相位無關(guān)可以疊加。故常用“功率譜”來描述噪聲電壓的頻率特征。25262.噪聲經(jīng)線性網(wǎng)絡(luò)27 3.噪聲系數(shù) A.定義 電路輸入端信噪比和輸出端信噪比的比值，即 結(jié)論: 對于有噪聲的電路而言，由于有噪聲的存在輸出信噪比降低了，即不利于信號的接收。噪聲系數(shù)就反映了這種惡化的程度。噪聲系數(shù)僅適用于線性電路。 28 B.計算 開路電壓法 定義可得推導(dǎo)公式： 此公式說明求噪聲系數(shù)的時候和負(fù)載的取值是沒有關(guān)系的，故為了簡化計算可以使負(fù)載開路(當(dāng)電阻電路為串聯(lián)電路且信號源內(nèi)阻等效為電壓源時較為簡便)。 短路電流法29 額定功率法 由噪聲系數(shù)的定義可以推導(dǎo)出公式： 。此公式說明和電路的輸入/輸出是否匹配無關(guān)，故在電路兩端匹配時計算出來的是不變的，于是便產(chǎn)生了額定功率法。 額定功率法的優(yōu)勢：計算方便，如果四端網(wǎng)絡(luò)是無源網(wǎng)絡(luò)則計算公式可以簡化為 ，用到的激勵是外加信號源。 303129 求圖示的T型和 型電阻網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)。 題29圖 解2-9設(shè)兩個電路的電源內(nèi)阻為Rs 解T型網(wǎng)絡(luò)32（1）采用額定功率法（2）采用開路電壓法33（3）采用短路