2.1 谐振回路(高频)

第2章小信号选频放大器作用：选出有用频率信号并加以放大，而对无用频率信号予以抑制。组成：小信号放大器＋选频回路..uouAAO1.0f0.7070.1BW0.7BW0.1Of..uouAA1.0BW0.1=BW0.7通频带BW0.7通常通频带与选择性矛盾，用矩形系数K0.1综合评价7.01.01.0BWBWKK0.1越接近1,选择性越好选择性BW0.1BW0.1越小，选择性越好通带增益Auo小信号放大器＋LC谐振回路小信号选频放大器小信号谐振放大器又称调谐放大器集中选频放大器集成宽带放大器＋集中选频滤波器第2章小信号选频放大器谐振回路小信号谐振放大器集中选频放大器放大器的噪声本章小结第2章小信号选频放大器2.1谐振回路作用：滤除无用信号；阻抗变换主要要求：掌握并联谐振回路的选频特性及其主要参数的计算理解回路Q值、信号源、负载等对回路特性的影响掌握变压器、电感分压器、电容分压器等常用阻抗变换电路及其阻抗变换的计算，2.1谐振回路2.1.1并联谐振回路的选频特性一、LC并联谐振回路阻抗频率特性Is.LCL的等效损耗电阻Z+Uo–•Is.LrCCLrCLrIUZj/1jj/)j(so)/1(j/CLrCLrωLωCωL/1当时，回路并联谐振谐振频率：10，LCωLCfπ210谐振阻抗：rCLRZp引入品质因数Q，它反映谐振回路损耗的大小CrrLQ001Q定义为：回路等效损耗电阻抗回路谐振时的感抗或容定义参数CL，称为LC回路的特性阻抗则可得CL001空载品质因数，固有品质因数PRrQ)//(j100pQRrCLrCLCLrCLZ)/1(j1/)/1(j/因此通常，谐振回路研究ω0附近的频率特性故ω＋ω0≈2ω0，ωω0≈，令ω-ω0=∆ω,200p2j1ZQR故20p21Z）（QR)2arctan0Q（则可得OZRP∆阻抗幅频特性∆O90º-90º阻抗相频特性0º这对曲线说明了并联谐振回路具有怎样的频率特性？OZRP∆阻抗幅频特性∆O90º-90º阻抗相频特性0º谐振时，回路相移为零，回路阻抗最大且为纯电阻。失谐时，回路有相移，且回路阻抗下降。ωω0时,回路呈容性，相移为负；ωω0时,回路呈感性，相移为正；Q值增大，曲线变陡Q增大Q增大10，LCωrCLRZp-90◦90◦OZRP∆f阻抗幅频特性∆fO90º-90º阻抗相频特性0ºQ增大Q增大以f为自变量，则回路频率特性表示为20p20p2121Z）（）（ffQRQR)2arctan)2arctan00ffQQ（（∆f称为回路的绝对失谐量，∆f/f0称为回路的相对失谐量。阻抗频率特性曲线的其它表示形式0ZRP阻抗幅频特性090º-90º阻抗相频特性0º0ZRPO90º-90º0OLrCIs.+Uo–[解]（1）求f0、Q、Rp例2.1.1L=180H,C=140PF,r=10,试求（1）f0、Q、Rp；（2）、时的等效阻抗和相移。kHzf10kHz50rQ二、并联谐振回路的通频带和选择性LrCIs.+Uo–Z..soIU0po2j11ffQUU回路归一化输出电压的频率特性与阻抗频率特性是一样的。并联谐振回路的通频带和选择性计算通频带BW0.7207.0)(1121fBWQBW0.7=f0/Q计算选择性BW0.1201.0)(110.1fBWQQ越高,f0越低，则通频带越窄,K0.1=10Q越高,通频带越窄,选择性越好BW0.1=10f0/Q计算矩形系数K0.1正常使用时，回路通常应调谐在工作信号的中心频率上。三、并联谐振回路的等效电路[证明])/1(j/CLrCLZLCRj1j11p当rωL时LrCU.ZLCU.ZRp=L/rC2.1.2阻抗变换电路一、信号源及负载对谐振回路的影响LrUs.CRLRS=RL//RS//RPLIs.CRTssRU有载品质因数：CLTT＝＝RQ空载品质因数：RTRp信号源及负载使回路品质因数下降,通频带变宽，选择性变差CLP＝＝RQ例2.1.2下图中，L=586H,C=200PF,r=12,RS=RL=100k，试分析信号源及负载对谐振回路特性的影响。1.计算无RS、RL时回路的固有特性：f0、Q、RP、BW0.7[解]LrUs.CRLRS例2.1.2下图中，L=586H,C=200PF,r=12,RS=RL=100k，试分析信号源及负载对谐振回路特性的影响。2.计算有RS、RL时回路的特性：f0、Q、RP、BW0.7[解]LrUs.CRLRSLrIs.CRTssRU由于L、C基本不变，故谐振频率f0仍为465kHzkHzkHzQfBWT4.192446507.0二、常用阻抗变换电路信号源内阻及负载电阻使回路品质因数下降,导致回路的通频带变宽，选择性变差1.变压器阻抗变换电路21NNn21UU12II11L'IURnIUn/22L2RnL11U2URLR’L1I2IL2N1N2+–+–设变压器为无耗的理想变压器初次级可换接吗？设L1、L2无耗1.2.21221IIUUNNNn2.电感分压器阻抗变换电路N1N2L11U2URLR’L1IL2+–+–123M2IL22L12RURU’根据功率相等原理，有L221LRUUR）（’故L2Rn若将RL无接在1、3端输入电压加在2、3端：2LL212LnRRUUR）（’则小变大大变小当RLL2时,可忽略RL分流，可证明MLMLLn22123.电容分压分压器阻抗变换电路设C1、C2无耗L22L12RURU’则L221LRUUR）（’即L2Rn当RL1/C2,可忽略RL分流22121j/1j/1j/1CCCUU121CCCC11U2URLR’LC2+–+–12121CCCUUn例2.1.3下图中，线圈匝数N12=10匝，N13=50匝，N45=5匝，L13=8.4H,C=51PF,Q=100,Is=1mA,RS=10k,RL=2.5k,求有载品质因数QT、通频带BW0.7、谐振输出电压Uo。IsCUo123+–RLRs54S21213s12sRNNRnR）（’1010502）（=250kL24513L22LRNNRnR）（’5.25502）（=250k解：将Is、RS、RL均折算到并联谐振回路1-3两端13I’sCU’o+–R’LR’sRpL13CLQR/13p1261051/104.8100=40.6kI’sCU’o+–R’LR’sRpL1313IsCUo123+–RLRs54I’sCU’o+–RTL13RT=R’s//Rp//R’L=30.6k13TTLCRQ75104.810516.30612BW0.7=f0/QT=103kHz，π210LCf12sos''UIUI因为o12ss''UUII故s1312IUUs11InAm2.02o213o'nUnUU106.402.0'2TsnRIV612.0总结OZRP∆阻抗幅频特性∆O90º-90º阻抗相频特性0º10，LCωrCLRZpBW0.7=f0/QLrCLCRp=L/rCZ并联谐振回路及其特性CLCL001PRrQ信号源内阻及负载电阻使回路品质因数下降,导致回路的通频带变宽，选择性变差。采用阻抗变换电路，可减小信号源内阻及负载电阻对忽略的影响。常用的阻抗变换电路有变压器、电感分压器、电容分压器等。L11U2URLR’L1I2IL2N1N2+–+–N1N2L11U2URLR’L1IL2+–+–123M2IC11U2URLR’LC2+–+–L2L'RnR21NNn221NNNn＋121CCCn＋作业P33~34•2.1^•2.2•2.3*•2.6