高频电子线路选频网络
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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。
127.02ωωω-=∆高频电子线路重点第二章 选频网络一. 基本概念所谓选频(滤波),就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。
电抗(X)=容抗( )+感抗(wL) 阻抗=电阻(R)+j 电抗 阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二.串联谐振电路 1.谐振时,(电抗) ,电容、电感消失了,相角等于0,谐振频率: ,此时|Z|最小=R ,电流最大2.当w<w 0时,电流超前电压,相角小于0,X<0阻抗是容性;当w>w 0时,电压超前电流,相角大于0,X>0阻抗是感性;3.回路的品质因素数 (除R ),增大回路电阻,品质因数下降,谐振时,电感和电容两端的电位差大小等于外加电压的Q 倍,相位相反4.回路电流与谐振时回路电流之比 (幅频),品质因数越高,谐振时的电流越大,比值越大,曲线越尖,选频作用越明显,选择性越好5.失谐△w=w (再加电压的频率)-w 0(回路谐振频率),当w 和w 0很相近时, ,ξ=X/R=Q ×2△w/w 0是广义失谐,回路电流与谐振时回路电流之比6.当外加电压不变,w=w 1=w 2时,其值为1/√2,w 2-w 1为通频带,w 2,w 1为边界频率/半功率点,广义失谐为±17. ,品质因数越高,选择性越好,通频带越窄 8.通频带绝对值 通频带相对值 9.相位特性Q 越大,相位曲线在w 0处越陡峭10.能量关系电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量,消耗能量的只有损耗电阻。
回路总瞬时储能 回路一个周期的损耗 , 表示回路或线圈中的损耗。
就能量关系而言,所谓“谐振”,是指:回路中储存的能量是不变的,只是在电感与电容之间相互转换;外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量,以维持回路的等幅振荡,而且谐振回路中电流最大。
11. 电源内阻与负载电阻的影响Q L 三. 并联谐振回路 1.一般无特殊说明都考虑wL>>R ,Z 反之w p =√[1/LC-(R/L)2]=1/√RC ·√1-Q2 2.Y(导纳)= 电导(G)= 电纳(B)= . 与串联不同 )1(CL ωω-010=-=C L X ωωLC 10=ωCR R L Q 001ωω==)(j 0)()(j 11ωψωωωωωe N Q =-+=Q702ωω=∆⋅21)(2=+=ξξN Q f f 0702=∆⋅Qf f 1207.0=∆ξωωωωψ arctan arctan 00-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⋅-=Q ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≈C L R C L ωω1j ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=C CR ω1j ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+L C LCRωω1j LCR ⎪⎭⎫ ⎝⎛-L C ωω1C ω1-+ –CV sLRI s C L R22222221cos 21sin 21sm sm sm V CQ t V CQ t V CQ w w w C L 22=+=+=ωω2sm 02sm 21π2121π2CQV R V w R⋅=⋅⋅=ωQCQV V CQ w w w R C L ⋅=⋅=+π2121π2212sm sm每周期耗能回路储能π2 =Q 所以RR R R Q LS 0=3.谐振时,回路谐振电阻R p= =Q p w p L=Q p/w p C4.品质因数(乘R p)5.当w<w p时,B>0导纳是感性;当w>w p时,B<0导纳是容性(看电纳)电感和电容支路的电流等于外加电流的Q倍,相位相反并联电阻减小品质因数下降通频带加宽,选择性变坏6.信号源内阻和负载电阻的影响由此看出,考虑信号源内阻及负载电阻后,品质因数下降,并联谐振回路的选择性变坏,通频带加宽。
高频电子技术第三章 选频网络选频网络作用:选出需要的频率分量,滤除不需要的频率分量。
分类:1.谐振回路:由电感和电容元件组成。
2.滤波器§3.1 串联谐振回路3.1.1 基本原理(P44)CRL+-IsV V图3.1.1(a )串联谐振回路(P44)R 通常是指电感线圈的损耗。
阻抗:在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z 表示。
阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。
阻抗的单位是欧。
在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。
但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。
它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。
在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。
也就是阻抗减小到最小值。
在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
上述电路阻抗:ϕωωωωj e Z CL j R C j L j R Z =-+=++=)1(1(3-1-1) 22)1(CL R Z ωω-+=(3-1-2)R C L ωωϕ1arctan-=(3-1-3) 电抗:CL X ωω1-=回路电流:)1(CL j R V ZV I ss ωω-+== (3-1-4)X 随ω变化曲线:图3.1.2(P45)先确定L ω和Cω1-两条曲线,两条曲线相加就得到X 的曲线;曲线必与x 轴有一交点(0ω,0),此时01=-=CL X ωω; (1)0ωω<时:01<-=C L X ωω,R CL R Z >-+=22)1(ωω,01arctan <-=RC L ωωϕ 电容容抗:Cj C j ωω11-=,小于零,因此01<-=C L X ωω说明电路阻抗呈容性,LC V V >。