【正文】 天然水晶： SiO2 石膏水晶： CaSO4 方解石： CaCO3 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 44 選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器 ? 石英晶體的 物理特性 ① 具有正反壓電效應(yīng)：機(jī)械軸壓力 ?? 電軸電場(chǎng) ② 具有非常穩(wěn)定的物理特性和化學(xué)特性 ③ 具有多模性：基音 、 奇次泛音 ? 石英諧振器的 電特性 ： 動(dòng)態(tài)電感 Lq 約 103~102H；動(dòng)態(tài)電阻 rq 約幾十 ~幾百 ? 動(dòng)態(tài)電容 Cq 約 104~10–1pF；安裝電容 C0 約 1~10pF C0Cq 1rq 1Lq 1Cq 3rq 3Lq 3 …C0CqrqLqZ ( j? )符 號(hào) 基 頻 等 效 電 路 完 整 等 效 電 路 JT 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 45 選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器 品質(zhì)因數(shù) Qq 可達(dá) 104 ~ 106 接入系數(shù) 很小 外電路影響小 動(dòng)態(tài)電感 Lq 約 103~102H；動(dòng)態(tài)電阻 rq 約幾十 ~幾百 ? 動(dòng)態(tài)電容 Cq 約 104~10–1pF；安裝電容 C0 約 1~10pF 符 號(hào) 基 頻 等 效 電 路 完 整 等 效 電 路 JT C0CqrqLq1 qqqqLQrC?0qCPC?C0Cq 1rq 1Lq 1Cq 3rq 3Lq 3 …C0CqrqLqZ ( j? )通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 46 選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器 ? 串聯(lián)諧振頻率 ： rLC 支路串聯(lián)諧振 因 rq XC0， JT 呈純阻性 rq， 很小 ? ＜ ?q ，呈容性； ? ＞ ?q ，呈感性 ? 并聯(lián)諧振頻率 ： ? 繼續(xù)增大，在某一頻率將與 C0 產(chǎn)生并聯(lián)諧振， JT 又呈純阻性， 阻抗很大， ?2/rq 1qqqLC? ?01 qpq CC???? 容性 容性 感性 ?q ?p 0 X ? C0CqrqLqZ ( j? )001pqqqCCLCC? ??晶體自然諧振頻率 1qqqLC? ?通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 47 選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器 因 Cq C0 ，故 ?q 與 ?p 相差無(wú)幾 兩諧振頻率之差決定了濾波器帶寬 ? 擴(kuò)展帶寬的方法： ○串聯(lián)電感，可減小 ?q ○并聯(lián)電感，可增大 ?p ? 用途 ： ○回路電感 ○串聯(lián)諧振狀態(tài) ○泛音振動(dòng)狀態(tài) ? 通常晶體不工作在容性區(qū) 容性 容性 感性 ?q ?p 0 X ? 01 qpq CC????1qqqLC? ?LSJTLSJTC0CqrqLqZ ( j? )通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 48 選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器 ? 標(biāo)稱頻率 ： 既非 ?q ， 也非 ?p ， 而是 JT與規(guī)定的某負(fù)載電容 CL 并聯(lián)時(shí)的諧振頻率值 CLX?p?q?g ?g 1LC?通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 49 選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器 ? 陶瓷濾波器 ? 壓電特性：類似石英晶體濾波器 ? 易于焙燒，適于小型化，耐熱耐濕，廣泛應(yīng)用 ? 二端： ? 三端： C0CqrqLq2L 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 50 選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器 ? 聲表面波濾波器 (Surface Acoustic Wave Filter) 叉指換能器 ○頻率高，選擇性好 ○動(dòng)態(tài)范圍大 ○尺寸小、質(zhì)量小 ○抗輻射能力強(qiáng) ○溫度穩(wěn)定性好 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 51 非線性電路分析基礎(chǔ) ?一、非線性電路的基本概念與非線性元件 ? 從元件角度 ： ? 線性元件 ：元件的參數(shù)與兩端的電壓或電流大小無(wú)關(guān)。 ○④ p ? q ? m 的組合頻率項(xiàng)，振幅僅與級(jí)數(shù)中大于及等于 m 次的各項(xiàng)系數(shù)有關(guān)。 R??vi1 2 1 1 2 2s in s inmmV t V t??? ? ? ?v v v221 1 2 2( s in s in )mmi k k V t V t??? ? ?v1 2 1 22 , 2 ,? ? ? ??2 2 2 21 2 1 2()i k k k k? ? ? ? ?v v v v vR??viT通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 53 非線性電路分析基礎(chǔ) 非線性電路的分析方法 ?二、非線性電路的分析方法 ? 不同的電路工作狀態(tài)采用不同的方法，在保證合理的誤差范圍情況下， 簡(jiǎn)化 非線性方程，得到 簡(jiǎn)潔 的結(jié)果。 ○最佳全諧振 是復(fù)諧振的特例， 故次級(jí)電流也為 I2max,max ○最佳全諧振 時(shí)的互感 MC 121122()fMRRR??? 1 1 2 2CRRM??Z1 1Zf 1 I1.V1.??Z2 2Zf 2 I2.V2.??Z11 = R11 Z22 = R22 Zf 1 = Rf 1 Zf 2 = Rf 2 + jX11 + jX22 + jXf 1 + jXf 2 2 m ax , m ax11 222SVIRR?通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 36 選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路 ? ③ 全諧振 ： ○臨界耦合狀態(tài)： 最佳全諧振時(shí)初次級(jí)間的耦合 ○耦合系數(shù) 、 臨界耦合系數(shù) ： ○耦合因數(shù)： 表示與臨界耦合狀態(tài)相比，耦合的相對(duì)強(qiáng)弱 ? 1 弱 耦合 ? = 1 臨界耦合 ? 1 強(qiáng)耦合 Z1 1Zf 1 I1.V1.??Z2 2Zf 2 I2.V2.??Z11 = R11 Z22 = R22 Zf 1 = Rf 1 Zf 2 = Rf 2 11 22MkLL?121Ckkk ? ??1 2 21 1 2 2 121CRRkLL ???? 1 1 2 2CRRM??111112LQR??等 效11111LQR??使用 Q1 ，便于比較性能 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 37 選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路 ? 4. 耦合回路的頻率特性 ? 設(shè) ?01 = ?02 = ?0， Q1 = Q2 = Q ，則 ?1 = ?2 = ? ，可證： 頻率 特性 ? 1，弱耦合，峰值點(diǎn)： ? ? 1，臨界耦合，峰值點(diǎn)： ? 1，強(qiáng)耦合，出現(xiàn)雙峰： ? 5. 耦合回路的通頻帶 ? ? ? 1 時(shí) ， ? 常選 ? 略大于 1 22 2 2 22 m a x2( 1 ) 4II??? ? ???? ? ?121k kQ? ? ? 20 . 7 02 2 1f f Q??? ? ? ? 0 . 7 022f f Q??2m ax0, 2 ( 1 )? ? ? ?? ? ?10 . 7 0 7ff0?? 1 ? ? 1? ? 1m a x0 , 1????2 m a x1 , 1? ? ?? ? ? ?通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 38 選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器 ?五、選擇性濾波器 ? 一體化帶來(lái)的好處： ? 穩(wěn)定性好，電性能好 ? 品質(zhì)因數(shù) 高 ? 利于微型化 ? 便于大規(guī)模生產(chǎn) ? LC 集中選擇性濾波器 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 39 選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器 ? 石英晶體濾波器 (又見(jiàn) P131) ? 石英晶體產(chǎn)品： 晶體諧振器 、 晶振 ? 石英晶體： ○ SiO2 的天然晶體 ， 六棱柱錐體 ○ Z (光軸 )， X (電軸 )， Y (機(jī)械軸 ) ○許多切型 ， 切割越薄 ， 頻率越高 ZXX 39。o139。ISL2ab bdd39。信號(hào)源頻率 f0 = 1MHz，電壓振幅 Vsm= ? 將 1139。 端開(kāi)路再串接一阻抗 ZX（電阻與電容串聯(lián) )，則回路失諧； C 調(diào)到 200pF 時(shí)重新諧振，整個(gè)電容兩端電壓變成 ? 求： ? 線圈的電感量 L ? 回路品質(zhì)因數(shù) Q0 值 ? 未知阻抗 ZX LCRVs??ZX11 39。75127p???????通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 20 選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 21 選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) Page 22 選頻網(wǎng)絡(luò) 串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換 ?三、串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換 ? 1. 串、并聯(lián)阻抗等效互換 11ABZ R j X??222 2 2 2 2 22 2 2 22