第3章选频网络素材

3选频网络选频网络在高频电子线路中，应用广泛。

它能选出所需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。

通常选频网络分为两大类：◆LC振荡回路（单振荡回路和耦合振荡回路）◆各种滤波器（LC集中滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面声波滤波器等。

）3.1串联谐振回路由电感线圈和电容器组成的单个振荡电路，称为单振荡回路。

信号源与电容和电感串接，就构成中联振荡回路。

电感的感抗值(wL)随信号频率的升高而增大，电容的容抗值1／wC则随信号频率的升高而减小。

与感抗或容抗的变化规律不同，串联振荡回路的阻抗在其一特定频率上具有最小值，而偏离特定频率时的阻抗将迅速增大，单振荡回路的这种特性称为谐振特性，这特定的频率称为谐振频率。

因而上述的串联单振荡回路又可称为串联谐振因路。

由于串联谐振回路在谐振时阻抗具有最小值，因而在谐振频率处信号源在串联谐振因路中产生的电流达到最大但，而在其他频率处回路电流都要下降,所以谐振回路有选频或滤波作用。

它在高频电子线路中得到了广泛的应用。

本节重点：串联谐振回路的谐振及谐振条件、谐振特性、谐振曲线和通频带。

3.1.1基本原理（如图1所示）图3.1.1 串联谐振回路及其矢量图由图知：()wCwLjRZ/1-+=ϕj eZ=2222)1(wCwLRXRZ-+=+=X＝wCwL/1-,RwCwL/1arctan-=ϕjXRVjwCjwLRVZVI SSS+=-+==∙∙∙∙/1★在其一特定角频率w0时，若回路电抗满足下列条件X＝wCwL/1-=0, Z为最小值R，则电流I max＝I0＝Vs/R为最大值，回路发生谐振。

所以式X=0称为串联谐振回路的谐振条件。

★由此可以导出回路发生串联谐振的角频率w0和频率f0分别为LCw/1=,LCfπ21=谐振时，L和C上的电压大小相等，相位差180O，外加电压∙SV等于R上的电压降∙RV。

根据图3.1.1 可知，当w<w0时，wL<1/wC，∙∙<CLVV，此时，电流∙I超前∙SV，ϕ<0。

= R[ 1 + j
ωo L ω ωo ( − )] R ωo ω
1 ) ωC
又由于: 又由于 Q =
ωo L
R
，而
∴
其中： 其中 ： ∆ω = ω −ωo Rp Rp = Zp = = Z 2∆ω 1+ jξ 00:23 + jQ 1 ωo
ω 2 − ω o2 ( ω − ω 0 )(ω + ω o ) 2∆ω ω ωo ( − )= ≈ = ωo ω oω ωo ω ω oω
00:23
= jQii
电容端电压： 1 ui uc = ii =−j = − jQui jω oC ω oCR
7．谐振曲线
定义： 定义： 谐振回路： 并联 谐振回路： 回路电压与工作频率之间的关系
ii Z p ui 1 αp = = = uio ii Z po 1+ξ 2
第3章 选频网络 章
谐振回路： 串联 谐振回路 ： 回路电流与工作频率之间的关系
ui uio
由定义可得： ξ = Q 由定义可得：
ωo
或=
fo Q
1
1 2
ii iio
1
1 2
00:23
ωo
ω
ωo
ω
第3章 选频网络 章
概论 列表
00:23
第3章 选频网络 章
3.2 串并联阻抗的等效互换
LC串、并联谐振回路在高频率低阻负载工作时，难以达到良好的 串 并联谐振回路在高频率低阻负载工作时， 阻抗匹配与选频作用，因此还必须采用这类电路的变形电路， 阻抗匹配与选频作用，因此还必须采用这类电路的变形电路，其设计基 础是串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换。 础是串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换。

2.1.1谐振及谐振条件
x 容性 感性
z
L
x=L– 1 C
O
0
– 1 C

R
0

串联振荡回路电抗与频率的关系
阻抗模值与频率的关系
> 0 ，x > 0，电路呈感性
< 0，x < 0，电路呈容性 = 0，x = 0，|z| = R，电路达到串联谐振
当 0时，|z| >R 当 = 0时，|z|min =R
五、通频带
回路外加电压的幅值不变时，改变频率，回路电流 I 下降 到 Io 的 时所对应的频率范围称为谐振回路的通频带。 1 2
B0.7 20.7 2 1或B0.7 2f0.7 f2 f1
通信电子线路(Ⅱ)
第二章 选频网络
第二章 选频网络
• 2.1 串联谐振回路
• 2.2 并联谐振回路 • 2.3 串并联阻抗等效互换和抽头变换 • 2.4 谐振回路的相频特性—群时延特性 • 2.5 耦合回路 • 2.6 滤波器的其它形式
2选频网络
• 超外差式接收机方框图
2选频网络
选频的基本概念：
各种滤波器 石英晶体滤波器
陶瓷滤波器 声表面波滤波器
2.1串联谐振回路
由电感线圈和电容器组成的单个振荡
电路，称为单振荡回路。
信号源、电容和电感串联连接，就构 成串联振荡回路。 串联振荡回路的阻抗在某一特定频率 上具有最小值，而偏离这个特定频率 的时候阻抗将迅速增大。单振荡回路 的这种特性称为谐振特性，这个特定 频率就叫做谐振频率。 谐振回路具有选频和滤波作用。
1)谐振时阻抗最小，且为纯电阻 0 X 0
Z R 为最小值，且为纯电阻

0L
通常远远 大于1
jQ V V L 0 S
jQ V V C 0 S
§２.1 串联谐振回路
•高频电子技术•
§２.1.2 串联谐振回路的谐振曲线和通频 带


谐振曲线和“归一化”谐振曲线 谐振曲线定义：串联谐振回路中电流的幅值 （即 I ）与外加电压源频率（ω）之间的关 系曲线。 I | | 与外加电压源 “归一化”谐振曲线定义： I 0 频率（ω）之间的关系曲线。其中 I 0 为电路 谐振时回路电流（即电流的最大值）。


§２.1.2 串联谐振回路的 谐振曲线和通频带
•高频电子技术•
（1）归一化谐振曲线计算及广义失谐ξ 概念
V s 1 R j ( L ) 任一频率点电流 I R C 1 谐振频率点电流 I V o s R j ( L ) C R
Q
1 1 1 1 L1 L 1 0 0 1 j ( L ) / R 1 j ( )1 j ( ) C R CR CR 0 R 0
当外加频率 f 2 MHz 时 ,因为 f f0 所以根据上面讲 表
可知此时 RLC 整体呈电感性 ,所以电压相位超前 流相
§２.1.1 串联谐振回路基本原理
•高频电子技术•
（6）谐振时电路特性及品质因数Q的概念

综上所述可知：当串联谐振回路处于谐振状态
（1）总阻抗Z=R，Vs与电流I相位差φ=0 0 Vs /R （2）由于谐振时 I 所以 1
–
第二章 选频网络
•高频电子技术•
概述
1.选频的基本概念 所谓选频就是选出需要的频率分量并且滤除不需 要的频率分量。 2.选频网络的分类 单振荡回路 振荡回路（由L、C组成）