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[精选]高频电子线路第二版第2章高频基础电路资料PPT课件

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高频电子线路完整章节完整课件(胡宴如版)

高频电子线路完整章节完整课件(胡宴如版)

第2章 小信号选频放大器
主要内容：
LC谐振回路
小信号谐振放大器
集中选频放大器
2.1 LC谐振回路—概述
LC 谐振回路是高频电路里最常用 的无源选频网络，包括并联回路和串联回路 两种结构类型。
利用LC谐振回路的幅（度）频（率） 特性和相（位）频（率）特性，不仅可以进 行选频，即从输入信号中选择出有用频率分 量而抑制掉无用频率分量或噪声（例如在选 频放大器和正弦波振荡器中），而且还可以
1.1、通信与通信系统
4）信道：信息的传送通道，又称传输媒介。信道 可分为无线信道和有线信道两大类；
5）接收机：把由信道传送过来的已调信号取出并 进行处理，得到与发送相对应的原基带信号， 把这一过程称为解调；
6）输出变换器：把基带信号恢复成原来形式的信 息。
1.1、通信与通信系统
通信系统按传输的基带信号不同，分为模拟通信系统和 数字通信系统两大类。 1）模拟通信系统：直接传输模拟信号（即基带信号为 模拟信号）的通信系统,称为模拟通信系统。 典型的模拟通信系统的发送设备的组成框图和接收 设备的组成框图分别如图2和图3所示。 图2为调幅发射机的组成框图。 图3为超外差式调幅接收机的组成框图。 2）数字通信系统：传输数字信号（即基带信号为数字 信号）的通信系统,称为数字通信系统。
2.1.1 并联谐振回路的选频特 性
谐振回路
谐振回路由电感线圈和电容器组成，它具有选择 信号及阻抗变换作用。
LC并联谐振回路
图2.1.1是电感L、电容C和外加信号源组成的
并联谐振回路。r是电感L的等效损耗电阻，电容的
.
损耗一般可以忽略。 I
S
为电流源，U
为并联回路两
O
端输出电压。

高频电子线路二版第二章.高频电路基础

高频电子线路二版第二章.高频电路基础

次级回路自阻抗
M2
Zf1 Z22
初级回路自阻抗
M2
Zf2
Z11
Z22 次级回路自阻抗
Z11 初级回路自阻抗
广义失谐量： 0L ( 0 ) 2Q
r 0
0
耦合因子： A Q
临界耦合 A 1
欠耦合 A<1
过耦合 A>1
理相
1
0.7
实际
0.1
0
ω0
ω
② 选择性: 表征了对无用信号的抑制能力，
Q值越高，曲线越陡峭，选择性越好，但通频
带越窄。
③ 理想回路：幅频特性在通频带内应完全
平坦。是一个矩型.
矩型系数: 表征实际幅频特性与理想幅
频特性接近的程度.谐振曲线下降为谐振值( f0 处 )的0.1时对应的频带宽度B0.1与通频带B0.707 之比:
+
IS
RS
C
N1 N2 RL
+
R'L
IS
RS
C
L
分析：
由 N1:N2=1:n ，得 n = N2 / N1（接入系数）。利用ⅰ 的方法，也可求得负载RL等效到初级回路的等效电阻是：
பைடு நூலகம்RL
1 n2
RL
或 gL n2gL
ⅲ. 电容分压式阻抗变换电路
Ú
+
IS RS
L
C1 ÚT
C2
IS RS C L
C1 R'L
⑷ 分析几种常用的抽头并联谐振回路
ⅰ.自耦变压器阻抗变换电路
Ú1
+
IS
RS
C
N1 Ú2 L
N2
RL

高频电子线路(第二版)课件第二章

高频电子线路(第二版)课件第二章

R0 Q0L 100 2 107 5.07 106 3.18104
31.8k
21
回路带宽为
B f0 100 kHz Q
(3) 求满足0.5 MHz带宽的并联电阻。 设回路上并
联电阻为R1, 并联后的总电阻为R1∥R0, 总的回路有载品 质因数为QL。 由带宽公式, 有
QL
f0 B
此时要求的带宽B=0.5 MHz, 故
并联谐振回路的并联阻抗为：
(r jL) 1
Zp
r
jL
jC
1
jC
12
(2-1)
2）谐振频率：定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振
频率ω0。令Zp的虚部为零, 求解方程的根就是ω0, 可得
0
1 LC
1
1 Q2
（2-2）
式中, Q为回路的品质因数, 有：
Q 0L 1 r 0Cr
（2-3）
Q 1
管，通常这些管子比用于低频的管子性能更好, 在外形结构 方面也有所不同。
高频晶体管有两大类型: (1) 一类是作小信号放大的高频小功率管, 对它们的主
要要求是高增益和低噪声; (2) 另一类为高频功率放大管, 除了增益外, 要求其在高
频有较大的输出功率。
8
3、 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的
I L
C
R0
U
U
(a)
UT
C1
L
R0
C2
U
(b)
UT C2
L C1 R1
(c)
UT C
U1 L
R1
C1
UT
L
U1
C2 R1
(d)
(e)
图2-7 几种常见抽头振荡回路

高频电子线路第二章精品PPT课件

高频电子线路第二章精品PPT课件
2.2.3 其他形式的滤波器
2.2.3.1、石英晶体滤波器
一、石英晶体的物理特性
1、石英晶体的结构
图2.2.3.1（a）表示自然结晶
体，图（b）表示晶体的横断。
为了便于研究，人们根据石英晶
体的物理特性，在石英晶体内画
出三种几何对称轴，连接两个角
锥顶点的一根轴Z，称为光轴； 在图（b）中沿对角线的三条X 轴，称为电轴；与电轴相垂直的
当 JT 作滤波器使用时，f f p fq 决定了滤波器的通 带宽度。
2.2.3.1
晶体谐振器与一般振荡回路比较，有以下几个明显 的特点：
• ① 晶体的谐振频率 f p和 fq非常稳定。这是因为
Lq、Cq、rq 由晶体尺寸决定，由于晶体的物理特性
它们受外界因素（如温度、震动等）的影响小。
•② 有非常高的品质因数。而普通LC振荡回路的 Q 值只能到几百。
当 fs 偏离f0 ，强度减小 （原因是各 A0振幅不变，但相位变化）。
表面声波滤波器的幅频特性为具有 sin x x 的函数形式， 式中x n f f0 ，（f f f0 ）。
2.2.3.3
目前表面声波滤波器的中心频率可在10MHz～ 1GHz之间，相对带宽0.5为00 50 00 ，插入损耗最低仅几个dB，
沿弹性体表面传递的声波，有n节换能器，（n+1） 个电极或 N n个2 周期段。指间距b、指宽a决定声波波 长。
换能器频率 f0 d ， 传播速度。
周期段长（波长）：0 M 2(a b)
当外加信号频率 fs 时f0 ， 各节所发出的表面波同相迭加，振幅最大， 总振幅 As nA0
（A0 为每节所激发声波强度振幅）。
矩形系数可达1.2。 图2.2.3.8所示为一接有声表面波滤波器的预中放电

第2章高频电路基础16691 152页PPT

第2章高频电路基础16691 152页PPT

高频电感器也具
有自身谐振频率SRF。
图 2 －3 高频电感器的自身谐振 频率SRF
8
第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件
3、高频电感
高频等效电路：
如何表示高频电感的损耗性能？
Q0

L
r
品质因数 Q
Q 定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。
Q 值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。
9
第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件
二、高频电路中的有源器件
主要是：
二极管
晶体管
集成电路
完成信号的放大、非线性变换等功能。
10
第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件
1、晶体二极管 主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变
换电路中，工作在低电平。 高频中常用二极管：
①点接触式二极管、表面势垒二极管(又称肖特基二极管)。 特点：它们的极间电容小、工作频率高。
谐振特性：
振荡回路的阻抗在某一特定频率上具 有最大或最小值的特性称为谐振特性。
并联阻抗：(r jL) 1
Zp

r
jL
jC
1
jC
（ 当Lr时 ） L
C
谐振条件： r

j
(L

1
C
)
当 回 路 总 电 抗 X = 0 时 ， 回 路 呈 谐 振 状 态
18
第2章 高频电路基础
Z 0 并联LC回路呈感性。
③ 当 =0 时，即 0
容性
回路谐振，呈纯电阻。
相频特性曲线呈负斜率 特性，Q值越高曲线越陡峭。
28
第2章 高频电路基础

高频电子线路复习PPT课件

高频电子线路复习PPT课件

RL
1 p2
RL
L1
•
C UT
L 2
U
RL
R
负载部分接入
传输线变压器的应用
RS
.＋ ES
－
＋1 . U1
－3
. I1
2＋
＋
. U2 RL
. UL
.
I2 4 －
－
(a)高频反相器
.
I
RS
1
＋
＋ . ES
－
. U1
－ 3
. I
.
2I
＋
＋.
.
U2 RL UL
－
4
－
(c)1:4阻抗变换器
RS
.＋ ES
高频元件包括：电阻，电容，电感。
• 二、高频振荡回路
高频振荡回路包括并联谐振回路和串联谐振回路。
振荡回路的谐振特性
简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最 小值的特性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。
• 1并联谐振回路
L C
r
图2-4（a）并联谐振回路
Q1 Q2
1 12
Q1
Q2
0 B
R0 CLrQ0LQ 0C
• 高频小信号放大器的主要性能指标 Rb1
1)电压放大倍数K
KU Ubc
yfe yoeYL
2)输入导纳Yi
Yi U Ibb yieyyoreeyYf eL
Rb2
3)输出导纳Yo
Y0 U Icc IS0 yoeYysreyyfiee
4)通频带B0.707与矩形系数K0.1 B0.70 7 fo/QL
无线通信系统的基本组成
话 筒
音频放大

(高频电子线路)第二章高频电路基础

和适用场景。
低通滤波器的应用包括信号处理、 电源滤波等，可以有效地抑制高
频噪声，提高信号的信的电路。其特点是通带范围较 窄，阻带范围较宽。
高通滤波器的电路结构也有多种形式，如RC、LC等。不同结构的高通滤波器具有不 同的性能指标和适用场景。
对信号进行放大，提高信号的 幅度和功率。
振荡器
产生高频振荡，为电路提供所 需频率的信号。
信号源
产生高频信号，提供电路所需 输入信号。
滤波器
对信号进行滤波，提取所需频 率成分，抑制无用频率成分。
调制解调器
对信号进行调制和解调，实现 信号的传输和处理。
02
高频电子器件
电感器
01
02
03
04
电感器定义
差。
调相振荡器的应用
调相振荡器广泛应用于信号处理、 电子对抗和通信等领域。
锁相环路
锁相环路的定义
锁相环路是一种自动控制系统，它通过比较输入信号和输出信号的 相位差，自动调节输出信号的频率和相位。
锁相环路的工作原理
当输入信号和输出信号的相位差在一定范围内时，锁相环路会自动 调节其内部参数，使输出信号的频率和相位与输入信号保持一致。
标和适用场景。
带通滤波器的应用包括信号选频、 消除干扰等，可以有效地提取特 定频段的信号，提高信号的准确
度。
带阻滤波器
带阻滤波器是一种阻止某一频段内的信 号通过而允许其他频段信号的电路。其 特点是阻带范围较窄，通带范围较宽。
带阻滤波器的应用包括消除特定频段干 扰、抑制噪声等，可以有效地抑制特定 频段的噪声，提高信号的清晰度。
高频电路的应用领域
通信领域
高频电路广泛应用于通信 领域，如无线通信、卫星

高频电子线路第二版第2章高频基础电路PPT课件

Yr01jLjCG 0()jB ()
B()Cr02L2L2
G0()
r02
r0
2L2
哈尔滨工程大1学6
高频电子线路
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并联谐振回路谐振频率 B() 0
P
1 r02 LCL
0
1Q 102
其中, 0 1 LC 为回路无阻尼振荡频率
Q0 0L r0 为回路的空载品质因数
当 Q0 1时, P 0 ； Q 0 较低时,P 0 。
两种表示方式的结论是一致的。
哈尔滨工程大2学6
高频电子线路
3.双电容分压耦合连接的变比关系
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首先将RL与C2组成的并联支路等效为串联支路, 在QC2 1条件下,X不变，即C2不变，电阻RLS为
R L SQ 1 c 22 R L(0C 1 2R L )2R L0 2C 1 2 2R L
高频电子线路
串联谐振的相对幅频特性与相频特性
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相对幅频特性
QL1QL2
相对相频特性
QL1QL2
阻抗特性
0 等效纯电阻 0 等效感抗 0 等效容抗
哈尔滨工程大1学5
高频电子线路
2.2.3 并联谐振回路 1.无负载电阻的并联谐振回路
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并联回路的导纳
高频电子线路
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电阻器是电子线路中最常用的无源元件之一。在 电子电路中，一个或多个电阻可构成降压或分压电路 用于有源器件的直流偏置，也可作为直流或电子电路 的负载电阻完成某些特定功能。
电阻的主要类型：
高密度碳介质合成的碳膜电阻；
鎳或其它材料的线绕电阻；
温度穏定材料的金属膜电阻； 铝或铍基材料薄膜片的表面贴装（SMD）电阻。

《高频电子线路》课件

《高频电子线路 》PPT课件
目录
• 高频电子线路概述 • 高频电子线路基础知识 • 高频电子线路中的信号传输 • 高频电子线路中的放大器 • 高频电子线路中的滤波器 • 高频电子线路中的混频器与变频
器
01
高频电子线路概述
高频电子线路的定义与特点
总结词
高频电子线路是研究高频信号传输、处理和应用的电子线路。其特点包括信号频率高、频带宽、信号传输速度快 、信号失真小等。
02
高频电子线路基础知识
高频电子线路的基本元件
电阻器
用于限制电流，调节电 压，起到分压、限流的
作用。
电容器
用于存储电荷，实现信 号的滤波、耦合和旁路
。
电感器
用于存储磁场能量，实 现信号的滤波、选频和
延迟。
晶体管
高频电子线路中的核心 元件，用于放大和开关
信号。
高频电子线路的基本电路
01
02
03
04
混频器与变频器的应用实例
混频器的应用实例
在无线通信中，混频器常用于将信号从低频转换为高频，或者将信号从高频转 换为低频。例如，在接收机中，混频器可以将射频信号转换为中频信号，便于 后续的信号处理。
变频器的应用实例
在雷达系统中，变频器可以将发射信号的频率改变，从而实现多普勒测速或者 目标识别。在电子对抗中，变频器可以用于干扰敌方雷达或者通信系统。
传输。
音频系统中的扬声器驱动电路
02
利用音频放大器将音频信号放大后驱动扬声器，实现声音的重
放。
测量仪器中的前置放大器
03
利用电压或电流放大器将微弱信号放大后传输至后续电路，实
现信号的处理和分析。
05
高频电子线路中的滤波器

35第二章 高频电路基础PPT课件

R1R 6.0376.R 3077.97k
2.1.3. LC 阻抗变换网络
1. 串、并联等效互换的模型电路
A X1
RX
R1
B
A
X2
R2
B
等效：电路在同频率工作ω时，从AB端看进去阻抗 或（导纳）相等。
为了分析电路的方便，常需把串联电路变换为并联电路。其中 X1 为电抗元件（纯电感或纯电容）， Rx 为 X1 的损耗电阻； R1 为 与 X1 串联的外接电阻，X 2 为转换后的电抗元件，R2 为转换后的 电阻。
Rp
电容性
p
o
ω0
ω
L
Zp
C R jX
L/ RC
1
j
L(
R
C1 L)
Rp
1
j
L R
(
1
CL
)
1joLR(po)1jRQp2
R o
0
Rp 1 j
Zp ejp
4）. 谐振曲线
u() 定义U ： Is
u Is
Z回 路 R 电 j(压 Is L与 LC工 1作 C )频 率 之 间 的 关 系RSIs
①
②
又 回 路 的 品 质 因 数 Q L 1 R 1 X 1 R X Q L 2X R 2 2
由①式得：
= R1 RX
R2 1 ( R2
)2
R2 1 QL21
得： R2 ( R1 RX )( 1 QL21 )
X2
同理,由(2)式得：
X2
X1(
1
1 QL21
)
得 结 果 为 ： R 2 ( R 1 R X ) 1 Q ( L 2 1 ) 同 理 ：X 2X 1(1Q 1 L 21)
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电感的阻抗频率特性
哈尔滨工程大学
高频电子线路
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n 电感器的成品类型较多，可以满足从低频到高频以及 射频的不同需求。在一般情况下，骨架为铁氧体的片 式电感器仅限于在中、低频段工作，而骨架材料是铝、 陶瓷或空心的片式电感器则可以在高频(HF) 段、甚 高频(VHF) 段或超高频(UHF)段工作。适用于HF和 VHF段的电感器电感量一般为0.1～1000μH, 适用于 UHF段的电感器电感量一般为1.5～100nH。
当工作频率等于自谐振频率时，电容等效为串联 谐振，阻抗最小；
当工作频率大于自谐振频率后，等效电感影响加 大，阻抗值增大为电感应用区，电容等效为电感。
不同介质材料的电容器的阻抗频率特性不同，不 同电容值的电容器自谐振频率不相同。
哈尔滨工程大学
高频电子线路
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工作频率在几百kHz～几百MHz的频率段宜选 用高频陶瓷电容、云母电容和金属化聚丙烯电容， 用表面贴装式或插装式都能满足损耗很小，可认为 是理想电容。
表面贴装（SMD）电阻，尺寸小且无引线，其高 频特性好，多用于射频频段。
哈尔滨工程大学
高频电子线路
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2.1.2 电容器的电路模型及频率特性
n C 为理想电容、L为引
线和极板间等效电感,
RS为引线的导体损耗电 阻,Ge为介质损耗电导。 由于制造工艺的提高与
介质材料的优化，多数
电容器在工作频率较低
回路的阻抗 Zr0jL1C；回路电阻 r r0
谐振频率
0
1 LC
回路品质因数 Qr0Lr00LQ0 为空载品质因数
哈尔滨工程大学
高频电子线路
2.有负载电阻的串联谐振回路
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回路的阻抗 Zr0rLjL1C 回路电阻 r r0 rL
谐振频率
0
1 LC
回路品质因数 Q Lr0Lr0 0L rL0C (r1 0rL)
高频电子线路
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第2章 高频基础电路
本章教学基本要求
1.了解选频回路（滤波器）的种类及其在 电路中的作用；掌握LC串、并联回路的组成、 原理和特性。
2.掌握几种常用的无源阻抗变换电路的结 构、工作原理和分析设计方法。
3.掌握LC阻抗匹配网络的类型、原理及计 算方法。
哈尔滨工程大学
高频电子线路
R为 电 阻 ;Ca为 电 阻 引 脚 极
板间等效电容; Cb为引线 间的电容;L为电阻引线电
感。显然，分布电容和引
线电感越小，则电阻的高
频特性越好。在实际应用
时，要选用分布电容和引
自谐振频率点
线电感尽可能小的即高频
特性好的电阻，即需要根
据电路工作频率的高低选
500Ω金属膜电阻
用不同类型的电阻。
哈尔滨工程大学
的频段，引线和极板间
等效电感、引线的导体
自谐振频率点Байду номын сангаас
损耗电阻和介质损耗电 导的影响可以忽略，可
认为是一个理想电容。
47pF电容的阻抗频率特性
哈尔滨工程大学
高频电子线路
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工作频率低于几百MHz时，电容器可近似为理想 电容。
隨着频率的增大，等效的引线与介质损耗电阻不 能忽略，引线与极板等效电感的影响也不能忽略，电 容的阻抗的绝对值减小，但仍显容抗值。即工作频率 小于自谐振频率时，可作为电容应用；
高频电子线路
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电阻器是电子线路中最常用的无源元件之一。在 电子电路中，一个或多个电阻可构成降压或分压电路 用于有源器件的直流偏置，也可作为直流或电子电路 的负载电阻完成某些特定功能。
电阻的主要类型：
高密度碳介质合成的碳膜电阻；
鎳或其它材料的线绕电阻；
温度穏定材料的金属膜电阻； 铝或铍基材料薄膜片的表面贴装（SMD）电阻。
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本章教学内容 2.1 无源集总元件的电路模型及频率特性 2.2 LC串并联谐振回路 2.3 阻抗变换电路 2.4 信号的功率传输与匹配网络 2.5 滤波器
哈尔滨工程大学
高频电子线路
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2.1 无源集总元件的电路模型及频率特性
2.1.1 电阻器的电路模型及频率特性
哈尔滨工程大学
高频电子线路
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电阻的高频特性与制作电阻的材料、电阻的封装 形式和尺寸大小有密切关系。一般来说，金属膜电阻 比碳膜电阻的高频特性要好；碳膜电阻比线绕电阻的 高频特性要好；表面贴装（SMD）电阻比上述引线电 阻的高频特性要好；小尺寸电阻比大尺寸电阻的高频 特性要好。
当工作频率为高频时，可选用金属膜电阻和表面 贴装（SMD）电阻。
1.电感的高频等效 (在几百kHz～几百MHz) 等效为理想电感与损耗电阻串联,如图(b)。
r0 0L/Q0
并联形式 Q0 1
g0 1/0LQ 0
2.电容的高频等效(在几百kHz～几百MHz) 等效为理想电容。
哈尔滨工程大学
高频电子线路
2.2.2 串联谐振回路 1.无负载电阻的串联谐振回路
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自谐振频率点
L为理想电感,Cs为电感 线间的分布电容,Rs为电感
本身的损耗电阻。自谐振
频率，由L与Cs并联确定。 在工作频率低于自谐振频 率之前，由于集肤效应， 损耗电阻隨频率增加而显 著增大，使等效阻抗升高 很快。可见在工作频率低 于自谐振频率的范围为电 感应用区。相反，当工作 频率高于自谐振频率时， 分布电容Cs影响显著，显 示电容特性。
n 对于工作频率在几百kHz～几百MHz范围內的高频电 子线路来说, 电感器的选取或自制都应该使电感器的 自谐振频率尽可能高, 即分布电容很小, 且品质因数 要高。在这样的条件下，电感器可忽略分布电容的影 响，等效为电感与自损耗电阻串联。
哈尔滨工程大学
高频电子线路
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2.2 LC串并联谐振回路 2.2.1 电感、电容元件的高频等效
工作频率进入射频频段宜选用片式多层陶瓷电 容器、片式塑封交流瓷介电容器和片式有机薄膜电 容器。但电容器的电容值不一定是理想值。
射频电路中经常需要旁路、电源去耦滤波和射 频接地等辅助电路，通常可以利用电容器具有自谐 振频率的特点来实现。
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2.1.3 电感器的电路模型及频率特性
哈尔滨工程大学
高频电子线路
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流过电路的电流 I(j)U
U
0
Z rjL1C
谐振时，流过电路电流最大 I(j0)U/r称为谐振电流。