【正文】 Chapter 2 通信電子線路分析基礎(chǔ) 選頻網(wǎng)絡(luò) 167。 串聯(lián)諧振回路 167。 并聯(lián)諧振回路 167。 串、并聯(lián)阻抗等效互換與回路 抽頭時(shí)的阻抗變換 167。 耦合回路 167。 選擇性濾波器 引言 所謂選頻就是選出需要的頻率分量并且濾除不需要的頻率分量 。 單振蕩回路 耦合振蕩回路 振蕩回路（由 L、 C組成） 各種濾波器 LC集中濾波器 石英晶體濾波器 陶瓷濾波器 聲表面波濾波器 ● 前端選擇性電路 ● 高頻小信號(hào)放大器負(fù)載 ● 中頻放大器負(fù)載 ● 高頻功率放大器負(fù)載 ● 混頻器負(fù)載 ● 正弦波振蕩器回路 ● 調(diào)制電路負(fù)載 167。 串聯(lián)諧振回路 ? 概述 ? 諧振及諧振條件 ? 諧振特性 ? 能量關(guān)系 ? 諧振曲線和通頻帶 ? 相頻特性曲線 ? 信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)串聯(lián)諧振回路 的影響 ● 由電感線圈和電容器組成的單個(gè)振蕩電路，稱為單振蕩回路。信號(hào)源與電容和電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。 ● 串聯(lián)振蕩回路的阻抗在某一特定頻率上具有最小值，而偏離這個(gè)特定頻率的時(shí)候阻抗將迅速增大。單振蕩回路的這種特性稱為諧振特性，這個(gè)特定頻率就叫做諧振頻率。 ● 諧振回路具有選頻和濾波作用。 概述 諧振及諧振條件 1. 阻抗 ???jezCLjRjxRz ||)1( ??????2222 )1(||CLRXRz ?? ?????RCLa r c t gRXa r c t g ???1???LC21fLC10C1LX0X0000??????????令RvII s??? ??0當(dāng) 時(shí) 0???達(dá)到最大 當(dāng) ? ? ?0時(shí)節(jié) |z| R， ? ?0 ， x 0 呈感性 ， 電流滯后電壓 ， ?i 0 ? ?0 ， x 0 呈容性 ， 電流超前電壓 ， ?i 0 ? = ?0 |z| = R x = 0 達(dá)到串聯(lián)諧振 。 當(dāng)回路諧振時(shí)的感抗或容抗 ， 稱之為特性阻抗 。 用 ?表示 CLx ?? 1?? x 容性 ? O 感性 ? L ? 0 1 ? C – |z | ? R ? 0 ? z ? ? 0 O ? 2 ? 2 ? 2 ???????? CLC1LXX00CL 00C?1???2?? 諧振特性 0X0 ????為最小值，且為純電阻RZ ?呈現(xiàn)感性CL XX ?? 0??0?X呈現(xiàn)容性CL XX ?? 0??0X?1) 2) 諧振時(shí)電流最大且與電壓源同相 3) SSL VRLjLjRVLjIV ???? 00000??? ???CLRCRRLQ 1100 ?????：定義品質(zhì)因數(shù)S0L VjQV ?? ? S0C VjQV ?? ?? 諧振頻率 f0 若 則 當(dāng) ， 為最大值 ， 此時(shí)回路發(fā)生串聯(lián)諧振 ， 稱使 的信號(hào)頻率為諧振頻率 以 ?o表示 ， 即 所以 因此也稱 x = ?o L – 為串聯(lián)諧振回路的諧振條件 。 tV ?s inss ?vI?RI sv??)1(ssCLjRzI?? ???? vv ???01 ?? CL ??01 ?? CL ??CL oo1?? ?LCf,LC ?? 211oo ??01o?C?I?%%%% Q ： 諧振時(shí)回路感抗值 （ 或容抗值 ） 與回路電阻 R的比值稱為回路的品質(zhì)因數(shù) ， 以 Q表示 ， 它表示回路損耗的大小 。 當(dāng)諧振時(shí)： 因此串聯(lián)諧振時(shí) ， 電感 L和電容 C上的電壓達(dá)到最大值且為輸入信號(hào)電壓的 Q倍 ， 故 串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振 。 因此 ， 必須預(yù)先注意回路元件的耐壓?jiǎn)栴} 。 QVRVRVI ??? ????? sssoCoLo ???vv ??CLRRcRRLQ?????11oo ?????? ??CL001結(jié)論： ① 電感線圈與電容器兩端的電壓模值相等，且等于外加電壓 的 Q倍 。 ② Q值一般可以達(dá)到幾十或者幾百，故電容或者電感兩端的 電壓可以是信號(hào)電壓的幾十或者幾百倍，稱為電壓諧振， 在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候要加以注意。 ③ 串聯(lián)諧振時(shí)電路中的電流或者電壓可以繪成向量圖。 注意：損耗電阻是包含在 L中的，所以 2222222 1 QVLRRVLRIV smsms o mL o m ?????? ??故： 超前 的角度小于 0LV? 0I? o90SL VjQV ?? ?0SR VV ?? ?O 0I?SV?o90??SC VjQV ?? ??0 ?： 廣義失諧是表示回路失諧大小的量 ， 其定義為： ????????????????????? oo1)(RLRCLRX o失諧時(shí)的阻抗???????? ?????? oooQ當(dāng) ? ? ?0即失諧不大時(shí) ： 當(dāng)諧振時(shí)： ? = 0。 0000 ff2Q2Q ???? ????? 串聯(lián)單振蕩回路由電感線圈（包括其損耗電阻）和電容器構(gòu)成，電抗元件電感和電容不消耗外加電動(dòng)勢(shì)的能量，電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，二者只儲(chǔ)存和交換能量，消耗能量的只有損耗電阻。 電容和電感的瞬時(shí)功率 200 21CCCC vvv CdtdtdCdtPW ttC ??? ??200 21Lt LLtL LidtdtdiiLdtPW ??? ??L電容和電感的瞬時(shí)儲(chǔ)能 (設(shè)起始儲(chǔ)能為零 ) dtdCiPCCCCCvvv ???電容和電感的伏安特性方程 dtdCiCCv? dtdLL Liv ?dtdiLiiP LLLL ??? Lv 能量關(guān)系 能量關(guān)系 諧振時(shí) tsinIim0 ?? tc o sV)90ts i n (IC1i d tC1v Cmo0c ???????? ?2022222 211212121 msmsmcm LIVCLRCVCQCV ???tccW ?22cm2c c o s2121 vv ?? 222cm 2121 smcm QccW vv ???tLIW ?22omc co s21 ??CLRQ1??LIW cm ??? 2om21tLILiW ?22om2L s in2121 ??LIW 2omLm 21? 2om22om22omCL 21c o s21s i n21 LItLItLIWWW ????? ??vc i 電容的瞬時(shí)能量 : 電感的瞬時(shí)能量 : 回路總的瞬時(shí)儲(chǔ)能 W 是一個(gè)不隨時(shí)間變化的常數(shù)。這說明回路中儲(chǔ)存的能量是不變的，只是在線圈與電容器之間相互轉(zhuǎn)換。且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，以維持回路的等幅振蕩。所以回路諧振時(shí)電流最大。 電路 R上消耗的平均功率為： 2omRI21P ?每一周期時(shí)間內(nèi)消耗在電阻上的能量為： 每周耗能回路儲(chǔ)能??? 2RLRLffRILIWWW???????????? 212112121ooo2om2omRLCo2om2omR12121fRITRITPW ??????結(jié)論： ① 電感上儲(chǔ)存的瞬時(shí)能量的最大值與電容上儲(chǔ)存的瞬時(shí)能量 的最大值相等。 ② 能量 W是一個(gè)不隨著時(shí)間變化的常數(shù)，這說明整個(gè)回路中 儲(chǔ)存的能量保持不變，只是在線圈和電容器之間相互轉(zhuǎn)換， 電抗元件不消耗外加電源的能量。 ③ 外加電源只是提供回路電阻所消耗的能量，以維持回路的 等幅振蕩，諧振時(shí)振蕩器回路中的電流最大。 諧振曲線和通頻帶 串聯(lián)諧振回路中電流幅值與外加電動(dòng)勢(shì)頻率之間的關(guān)系曲線稱為諧振曲線 。 可用 N(f)表示諧振曲線的函數(shù) 。 )1()1()(ssCLjRRRCLjRIIfN???????????vv????o 諧振點(diǎn)電流 失諧處電流??? jRCL ?????11111 N ( f ) f f 0 Q 1 Q 2 Q 1 Q 2 Q值不同即損耗 R不同時(shí)，對(duì)曲線有很大影響， Q值大曲線尖銳，選擇性好， Q值小曲線鈍，通帶寬。 N ( f ) ? ( f ) ?0 ( f0) Q1 Q2 Q1 Q2 N ( f ) = ?1 ?2 21通頻帶 定義 :回路外加電壓的幅值不變時(shí) ， 改變頻率 ， 回路電流 I下降 到 Io 的 時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱為諧振回路的通頻帶 , 用 B表示 : 當(dāng) 時(shí) 而 所以 也可用線頻率 f0表示，即 39。??12701270 22 fffBB .. ???????? 或???21112o????II??1???o2Q??? ???Q0702??? ??QffB.0702 ???2139。2?0??II ? ? 0 ? ? 2 ? 2 Q 1 Q 2 － 6 相頻特性曲線 回路電流的相角 ? 隨頻率 ?變化的曲線。 所以回路電流的相角 ?為阻抗幅角的負(fù)值， ? = –? 回路電流 的相角是與外加電壓相比較而言的。若超前，則 ? 0 若滯后，則 ? 0。 Q 值不同時(shí)，相頻特性曲線的陡峭程 度不同。圖中 Q1Q2 ??RxjjII????1111o ?????? ?????? a r c t g2a r c t ga r c t ga r c t gooo?????????????? ?????? Rx ???jjjjoeIeIezeIm)(msmsoz???? ?vv???因?yàn)? ???回路電流的相頻特性曲線為 ? 通常把沒有接入信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)回路本身的Q值叫做無載 Q（空載 Q值） 如式 信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)串聯(lián)諧振回路的影響 LS0L RRRLQ????oo QRLQ ?? ? R s + – C R L L R 其中 R為回路本身的損耗， RS為信號(hào)源內(nèi)阻， RL為負(fù)載 通常把接有信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻時(shí)回路的 Q值叫做有載 QL, 如式 結(jié)論： 串聯(lián)諧振回路通常